O alumínio na fundição.
É um dos primeiros processos industriais utilizados na produção de artigos de metal. As propriedades do alumínio e a tecnologia moderna oferecem excelentes condições, com controles científicos adequados, para que se possa produzir grandes quantidades de peças mantendo uma qualidade uniforme. O mercado conta com excelentes ligas de alumínio que proporcionam uma grande variedade de propriedades para as peças fundidas. As principais são:
- Baixa temperatura de fusão;
- Forte tendência à oxidação;
- Baixa densidade;
- Alta condutividade térmica;
- Elevado coeficiente de dilatação.
O vazamento de metal líquido em moldes de areia é uma das mais antigas artes industriais. Ainda é utilizado quando as peças fundidas são requeridas em pequenas quantidades, de tamanho excepcionalmente grande ou muito intricadas. Peças com melhor acabamento superficial são produzidas pela fundição em matriz por gravidade. O metal é vazado dentro de uma matriz de ferro ou de aço. Este processo torna-se econômico quando há uma demanda para um número considerável de peças.
Para grandes volumes de peças, a fundição em matriz sob pressão é a mais vantajosa. O metal é forçado a penetrar em matrizes de aço sob a força de pressão hidráulica. Os fundidos com grande precisão de detalhes são produzidos desta forma. O método tem sido cada vez mais empregado em peças fundidas até o tamanho de blocos de cilindros.
Por outro lado, quando um alto grau de precisão dimensional é requerido, mas o número de peças é relativamente pequeno, é utilizado um processo mais antigo: a cera perdida. Nele, um modelo consumível é revestido com uma fina camada refratária, a qual é subseqüentemente endurecida em estufa para formar o molde. A figura abaixo mostra uma série de peças fundidas.
As peças fundidas de alumínio têm suas principais aplicações na área automotiva e de transportes, que representam cerca de 60% do consumo do alumínio neste segmento. Como exemplo, pode-se citar blocos de motor, caixas de câmbio, carcaça de motores e rodas para automóveis e veículos pesados, entre outros.
A fundição pode ser feita por gravidade, com uso de areia ou molde metálico, e sob pressão, (alta ou baixa). Além desses há também processos especiais, com cera perdida e fundição centrifugada.
Fundição em areia
É um processo que pode ser feito por moldagem em areia verde e em cascas de Shell, cura a frio, com dióxido de carbono e loast foam. Areias verdes são areias aglomeradas com argila no estado úmido. Esse material é constituído por granulados refratários chamados de areias-base e por um produto com capacidade de coesão e plasticidade – o aglomerante – que neste caso é a argila. As areias de fundição podem ser naturais, semi-sintéticas (com adições para correção ou melhoria das propriedades naturais) e sintéticas (obtida pela mistura dos constituintes básicos isoladamente tais como areia, aglomerantes, aditivos e plastificantes).
Fundição em coquilha
Feito por gravidade, esse processo consiste em obter peças por meio do vazamento do metal líquido em um molde metálico, também chamado de coquilha. A introdução do metal é essencialmente determinada pela força da gravidade.
Fundição sob pressão
Consiste na injeção de um metal líquido contido em um recipiente (câmara de injeção) para o interior da cavidade de um molde fabricado em aço, por meio de um pistão. Na primeira fase, o ar é eliminado da câmara de injeção. Depois, há um rápido preenchimento da cavidade do molde para evitar o resfriamento do metal. A última etapa é a compactação do metal para diminuir o volume das microporosidades decorrentes da contração de solidificação do metal.
Tixofundição
A tecnologia utiliza, ao invés de alumínio líquido, o metal em "pasta", evitando o desgaste no contato entre o metal e o molde e aumentando a produtividade. As principais aplicações desse processo se dão na indústria automotiva, na fabricação de peças como suspensões, carcaças e discos de embreagem, entre outras.
A técnica é usada desde 1982 e tem como uma de suas principais vantagens o menor desgaste das peças usadas no processo. Por ser um material 60% sólido e 40% líquido, a fundição de semi-sólidos permite um menor atrito entre o molde e o metal, aumentando sua vida útil e, conseqüentemente, a produtividade. Com isso, o material fundido não apresenta porosidades, tampouco segregação de elementos de liga, oferecendo um resultado de melhor qualidade ao produto final.
A tixofundição é usada na produção de componentes como suporte de suspensão (traseira e dianteira), bandejas de suspensão, carcaças de sistema de injeção eletrônica, caixa de direção, carcaças de cilindro mestre, disco de embreagem, entre outras. Num exemplo prático, o uso do processo de fundição de ligas semi-sólidas de alumínio permite que uma peça como o suporte do motor tenha seu peso reduzido de 5 kg para 3 kg com a tixofundição.
Você tem 31 razões para usar fundidos de alumínio:
1. Redução de peso
2. Baixo momento de inércia
3. Bom balanceamento
4. Absorção de vibração
5. Resistência à fadiga
6. Ductibilidade
7. Resistência dinâmica
8. Alta deformação
9. Resistência à trinca e evolução lenta da trinca
10. Ausência de fragilização a temperaturas muito baixas
11. Boa formação de bordas
12. Estabilidade de Forma
13. Resistência ao desgaste
14. Soldando de fundidos de alumínio com outros materiais de alumínio
15. Distribuição de tensões
16. Soldando fundidos de alumínio com ferro e cobre com elementos intermediários de ligação
17. Soldagem de fundidos de alumínio com outros materiais de alumínio
18. Insertos fundidos
19. Economias de projetos com fundidos de alumínio
20. Condutividade térmica
21. Capacidade térmica
22. Não inflamável
23. Condutividade elétrica
24. Resistência ao curto-circuito
25. Resistência à corrosão
26. Resistência à água do mar
27. Superfícies decorativas
28. Capacidade de reflexão
29. Não toxicidade
30. Qualidades de fresagem
31. Fácil reciclagem
É válido lembrar que o alumínio pode ser facilmente separado do material retalhado. Com um material retalhado muito misturado, ainda assim é possível preparar ligas para as aplicações menos exigentes em especificações. Além disso, a fusão da sucata de alumínio requer somente 5% da energia necessária para produzir o alumínio primário.