Guia para Otimização de Processos de Fundição de Ligas de Alumínio

A tecnologia de fundição de alumínio desempenhou um papel significativo nas indústrias automotiva e aeroespacial por décadas, com ampla adoção a partir de meados da década de 1970.Os sistemas de alumínio-sílico (Al-Si) ganharam particular destaque devido às suas características de fundição superiores, muitas vezes reforçada com adições de cobre e/ou magnésio para melhorar a resistência.

Em aplicações de fundição por gravidade, as ligas A319 e A356 dominam o uso industrial.Enquanto o A380 serve principalmente aplicações não estruturais como alojamentos e coberturas, A383 oferece maior resistência para componentes estruturais com exigentes requisitos de desempenho.

O impulso para o leveza automóvel estimulou o desenvolvimento de ligas avançadas como AURAL-2, Silafont-36 e Magsimal-59.Estes materiais cumprem requisitos rigorosos para componentes estruturais da carroceria que exigem alta resistência e ductilidadeNo entanto, as suas rigorosas limitações de teor de ferro (< 0,2%) restringem a utilização de ligas secundárias, o que resulta em custos mais elevados em comparação com as ligas convencionais A319 e A380.

O sistema de liga de fundição mais prevalente oferece excelente resistência à corrosão e resistência à fundição.

Estas ligas fornecem alta resistência e boa maquinabilidade, mas apresentam uma resistência à corrosão relativamente fraca.

Notável pela sua excepcional resistência à corrosão, particularmente em ambientes marinhos.

Embora ofereçam alta resistência e dureza, essas ligas demonstram uma castrabilidade e resistência à corrosão mais pobres, muitas vezes exigindo tratamentos especializados.

As ligas de alumínio fundido passam por vários tratamentos térmicos, incluindo homogeneização, tratamento térmico de solução, resfriamento e temperamento.Alguns componentes utilizam o método "casting-trimming-shipping" (CTS) sem tratamento térmico, nomeadamente em aplicações de fundição sob pressão.

As ligas de alumínio são o segundo metal estrutural mais utilizado depois do aço, valorizado por sua baixa densidade, alta relação força-peso e excelente resistência à corrosão.Estas propriedades tornam-nas ideais para a indústria aeroespacial., automotiva, marítima e aplicações de electrónica de potência.

A fusão seletiva a laser (SLM) surgiu como uma tecnologia de fabricação aditiva promissora para componentes de alumínio.Este processo permite geometrias complexas com microstruturas finas e propriedades mecânicas aprimoradasNo entanto, o pós-processamento continua a ser necessário para alcançar uma qualidade de superfície e uma precisão dimensional de nível industrial.

Os fabricantes escolhem entre quatro métodos primários de fundição:

• Forja de areia (alimentada por gravidade)
• Fusão de investimento (alimentada por gravidade em moldes cerâmicos)
• Fusão por gravidade de moldes permanentes
• Fusão a pressão em moldes metálicos permanentes

A indústria da fundição de alumínio testemunhou avanços significativos nos métodos de processamento, incluindo vários tratamentos de solidificação e novas composições de liga.Aproximadamente 20% da produção mundial de alumínio serve para aplicações de fundição, com a temperatura de fusão relativamente baixa do alumínio, mas um encolhimento significativo durante a solidificação (3,5% a 8,5%), exigindo um design cuidadoso do molde.

Como o sistema de alumínio fundido mais importante, as ligas de Al-Si apresentam um diagrama de fase eutético simples.O refinamento da microestrutura através de resfriamento rápido ou modificação (adição de compostos de sódio) melhora significativamente as propriedades mecânicasA ligação com cobre, magnésio ou níquel aumenta a resistência e o desempenho em altas temperaturas para aplicações exigentes, como componentes de motores.