Ligas de AlZn10Si8Mg

Introdução à fundição sob pressão de alumínio A fundição sob pressão de liga de alumínio é um processo de fabricação altamente eficiente e é usada para produzir componentes metálicos complexos em alto volume. É o processo de injeção de liga de alumínio fundido em um molde de aço endurecido (comumente chamado de matriz) a alta pressão. O processo é particularmente apreciado nos setores automotivo, eletrônico, de telecomunicações e de equipamentos industriais, pois produz componentes leves com boa precisão dimensional e acabamento de superfície. A excelente relação resistência/peso é um dos principais motivos pelos quais o alumínio é o metal preferido para a fundição sob pressão. Os componentes de liga de alumínio podem proporcionar o desempenho mecânico necessário para a aplicação estrutural e oferecer um material com alto nível de redução de peso do produto. Há também a fundição sob pressão, que permite aos fabricantes incorporar várias funções em uma única peça. Nervuras, ressaltos, pontos de montagem e paredes finas podem ser fundidos em uma única operação, eliminando a necessidade de usinagem e montagem secundárias. Isso, por sua vez, reduz os custos de produção e aumenta a consistência e a repetibilidade. Devido a esses méritos, a fundição sob pressão de alumínio surgiu como um dos processos de formação de metal mais populares para produção de médio e alto volume. O processo de fundição de alumínio sob pressão Preparação e configuração do molde Começa com a preparação da matriz de aço. A matriz é uma fundição sob pressão de duas partes: uma metade estacionária e uma metade móvel. A cavidade da matriz é pulverizada e limpa após cada disparo. Esse revestimento permite o controle da temperatura da matriz e facilita a ejeção do sólido fundido sem grudar na superfície do molde ou ser danificado. Injeção de alumínio fundido Em um forno, a liga de alumínio é derretida e mantida em uma temperatura controlada para atingir a fluidez adequada. Durante a fundição de alta pressão, uma quantidade específica de metal fundido é injetada na cavidade do molde em alta pressão por um pistão hidráulico. A pressão pode variar de vários milhares a mais de 20.000 psi, permitindo que o metal preencha pequenas áreas e geometrias complexas antes da solidificação. Solidificação e resfriamento A pressão é mantida após o preenchimento da cavidade até que o alumínio esfrie e se solidifique. O resfriamento rápido da matriz de aço produz uma microestrutura fina que melhora as propriedades mecânicas e o acabamento da superfície. O resfriamento do canal dentro da matriz regula a temperatura e garante tempos de ciclo consistentes. Ejeção e acabamento Quando a matriz é endurecida, as metades se abrem e a matriz é ejetada do molde por pinos ejetores. Todo o material desnecessário, incluindo canais, gates e flash, é cortado. Operações secundárias, como usinagem, tratamento de superfície ou tratamento térmico, podem ser realizadas na peça, dependendo da aplicação. O resultado é uma peça de alumínio quase em forma de rede, adequada para aplicações industriais exigentes. Ligas de alumínio em fundição sob pressão Fundições baseadas em ligas: As ligas de alumínio para fundição sob pressão são projetadas para equilibrar a capacidade de fundição, a resistência mecânica, a resistência à corrosão e o desempenho térmico. Em contraste com o alumínio puro, essas ligas têm níveis controlados de silício, cobre, magnésio, ferro e outros elementos de liga para melhorar o fluxo de líquido, a solidificação e a capacidade de manutenção do metal fundido. A seleção de uma liga apropriada é essencial, pois cada composição oferece um equilíbrio exclusivo de resistência, durabilidade, peso, custo e capacidade de fabricação. Este é um exame mais detalhado das ligas de alumínio para fundição sob pressão de alto desempenho mais populares e o que torna cada uma delas adequada para uma determinada aplicação. Desempenho mecânico e resistência da liga de alumínio A380 O A380 é conhecido como o cavalo de batalha da fundição sob pressão de alumínio. Ela tem boa resistência à tração (aproximadamente 320 MPa) e resistência ao escoamento (aproximadamente 160 MPa) na forma fundida. Embora não seja a melhor liga de alumínio do mercado, ela oferece a melhor combinação de resistência e ductilidade para carcaças estruturais, tampas e suportes. Vantagens do desempenho mecânico e da resistência da liga de alumínio A360 O A360 oferece a mesma resistência à tração do A380 e tem melhor desempenho em temperaturas mais altas. O limite de escoamento é normalmente de 170 MPa, e essa liga de alumínio é estável em condições de trabalho a quente, como nos compartimentos do motor. Vantagens Desempenho mecânico e resistência da liga de alumínio ADC12 (equivalente ao A383) A contraparte do A383 é o ADC12, que é de resistência moderada, e a resistência à tração é geralmente de 180-230 Mpa. Embora um pouco mais fraco do que o A380, ele ainda é suficiente para o desempenho estrutural de vários componentes industriais e automotivos. Vantagens da liga de alumínio Al-Si11Cu3 Desempenho mecânico e resistência As propriedades mecânicas equilibradas caracterizam o Al-Si11Cu3. A resistência à tração é normalmente superior a 300 MPa, com boa dureza e ductilidade moderada. É mais forte que o ADC12 e é semelhante ao A380 na maioria das aplicações estruturais. Vantagens da liga de alumínio B390 Desempenho mecânico e resistência O B390 foi fabricado para ser o mais duro e resistente ao desgaste possível. Ele tem uma resistência ao escoamento incrivelmente alta (aproximadamente 240 MPa) e uma resistência à tração de 350 MPa. É suficientemente duro, até 120 Brinell, o que é muito alto para os padrões da maioria das ligas de fundição sob pressão. Vantagens Resumo comparativo As ligas de alumínio para fundição sob pressão são usadas da seguinte forma: A escolha de uma liga apropriada é determinada pelo fator de projeto, que pode ser a força, a resistência à corrosão, a vida útil, a redução de peso ou a complexidade da fundição. Resumo das propriedades físicas e químicas das ligas de alumínio Liga A380 A360 ADC12 / A383 Al-Si11Cu3 B390 Silício % 7,5-9,5 9-10 9,5-11,5 9,6-12 16-18 Cobre % 3-4 ≤0,6 2-3 1,5-3,5 4-5 Magnésio % ≤0.1 0,4-0,6 ≤0,3 ≤0,35 ≤0,1 Densidade (g/cm³) 2,71 2,63 2,70 2,70 2,75 Resistência à tração (MPa) ~324 ~317 180-230 ~300 320-360 Resistência ao escoamento (MPa) ~160 ~170 ~150 ~140 240-250 Alongamento (%) ~3,5 ~3.5 ~3 ~2-3 <1 Dureza ~80 ~75 ~75 ~85 ~120 Resistência à corrosão Moderada Excelente Justa Moderada Justa Castabilidade Excelente Justa Excelente Muito boa Moderada Resistência ao desgaste Boa Boa Boa Moderada Boa Excelente Aplicações das ligas de alumínio Indústria automotiva Componentes estruturais e de trem de força leves As ligas de alumínio automotivas são amplamente utilizadas na fabricação de blocos de motores automotivos, caixas de transmissão, componentes de suspensão e suportes estruturais. Elas são potentes por unidade de peso, reduzindo a massa total do veículo e melhorando a eficiência do combustível, aumentando assim a autonomia de um veículo elétrico. Essa liga de alumínio também melhora a dissipação de calor em motores e sistemas de bateria, aumentando o desempenho e a durabilidade. Setor aeroespacial Estruturas de fuselagem e estruturas internas As propriedades que tornam o alumínio