Desenvolvimento de uma liga tixoconformável AI4,8%Cu reciclada a partir de latas de alumínio

Abstract

RESUMO: O processamento de ligas metálicas no estado semi-sólido (ESS) utiliza materiais com comportamento tixotrópico e estrutura não dendrítica. Este método inovador originou-se no início da década de 70 no Massachussets Institute of Technology (MIT). Atualmente, as peças obtidas por este processo apresentam propriedades mecânicas superiores em relação ao processo de fundição sob pressão. No mercado atual já é bem consolidado o uso da liga A356. Contudo, trata-se de uma liga relativamente nobre de custo elevado. Neste projeto propõe-se o uso de sucatas de latas de alumínio para produzir uma nova liga para conformação no ESS. O objetivo foi fundir e criar uma nova liga de Al4,8%Cu a partir da reciclagem de latas ou seja uma mistura das ligas 3004 e 5182. Foi investigada a melhor rota de condicionamento por tratamento termomecânico objetivando ama típica microestrutura globular para conformação no ESS. Além disso, determinaram-se os parâmetros de processo para o tratamento térmico de solubilização e envelhecimento artificial (T6) que resultasse em máxima resistência mecânica. Peças foram tixoconformadas sob temperaturas de 580ºC e 615ºC as quais correspondem respectivamente às frações sólidas de 0,8 e 0,6. As peças produzidas foram tratadas termicamente seguindo-se a melhor rota desenvolvida para o T6, ou seja, solubilização por 24 h a 525ºC e envelhecimento artificial por 3h a 190ºC. Corpos de prova para ensaio de tração foram produzidos a partir das peças tixoforjadas e mediu-se o limite de escoamento, de resistência e alongamento. Os resultados mostraram que as propriedades mecânicas são compatíveis com outras ligas consolidadas no mercado. A típica microestrutura globular foi obtida para as peças tixoforjadas. O resultado é promissor e devido à formação da estrutura globular, provavelmente a nova liga irá favorecer a produção de peças com alta resistência a fadiga, o que é um importante requisito para ligas tixoconformáveis.

ABSTRACT: The processing of alloys in the semisolid state (SS), use raw materials with thixotropic behavior and non-dendritic microstructure. This innovative technology was introduced in the early 70s at the Massachusetts Institute of Technology (MIT). Currently, the parts obtained by these process exhibit better mechanical properties than conventional casting. In the modern industry is already well established the use of A356 alloy for thixoforming process. However produce A356 alloy requires the use of a raw material with relatively high cost. This project proposes the use of scrap aluminum cans to produce a new alloy for forming in the SS process. The aim was to melt and create a new alloy with 4.8% of Cu from recycled cans i.e. a mixture of commercial 3004, 5182 and 5082 alloys. It was investigated the best way for the precondition of the alloy by the use of thermomechanical treatment aiming obtain the typical globular microstructure for conformation in SS. In addition, it was determined the process parameters for the solubilization heat treatment and artificial aging (T6) that resulted in a higher mechanical strength. The parts were tixoforjed at temperatures of 580ºC and 615ºC which match solid fractions of 0.8 and 0.6 respectively. The parts produced were heat treated following the best way for T6, i.e., solutionizing at 525ºC for 24h and artificial aging at 190ºC for 3h. Specimens for tesile testing were produced from tixoforjed parts and were measured the yield strength, ultimate strength and elongation. The results showed that the mechanical properties are compatible with other alloys consolidated in the market. A typical globular microstructure was obtained for parts tixoforjed. The result is promising and due to the formation of globular structure, probably the new alloy will favor the production of parts with high resistance to fatigue which is an important requirement for alloys thixoformed.