- Desgaseificação por ultrassons de metais fundidos até 2 300 °C e de vidro fundido
- Segunda a sexta-feira: das 09:00 às 19:00
- Sialon Ceramics Aps - Østerbrogade 226, 1.º andar - 2100 Copenhaga - Dinamarca
Criamos novas ligas de alumínio com propriedades semelhantes às do aço.
Alumínio fundido micro-ligado por ultrassons
O nosso inovador tratamento ultrassónico de fundidos de alumínio, utilizando uma frequência de cavitação de 20 kHz, pode melhorar radicalmente a microestrutura dos produtos finais. No entanto, quando combinado com a microligação, os resultados são ainda mais impressionantes. O nosso projeto em curso de microligação ultrassónica já nos permitiu criar microligas de alumínio mais resistentes do que o aço.
O nosso trabalho indica que a micro-ligação assistida por ultrassons está a abrir novos caminhos para o desenvolvimento de ligas automóveis da próxima geração.
Desde o início do século XX que têm sido desenvolvidas e utilizadas muitas ligas de alumínio alternativas em diversas aplicações, incluindo os setores aeroespacial, automóvel e marítimo. A abundância, o baixo peso e a versatilidade do alumínio fizeram com que este se tornasse o segundo metal mais utilizado, a seguir ao aço, sendo que a resistência de algumas ligas de alumínio é equivalente à dos aços de construção.
Apesar das propriedades diversificadas das ligas de alumínio alternativas, continuam a ser envidados esforços para melhorar o seu desempenho, tanto em aplicações existentes como em aplicações emergentes.
Nos últimos anos, têm-se registado muitos avanços no sentido de melhorar a resistência, a ductilidade e outras propriedades das ligas de alumínio através do controlo da sua microestrutura. O endurecimento por envelhecimento, o condicionamento da fusão, o refinamento de grãos por ultrassons e a microligação são exemplos dessas abordagens.
Aqui, abordamos a micro-ligação, centrando-nos no que ela é e nos seus potenciais benefícios. Em seguida, apresentamos o novo e empolgante processo de micro-ligação assistida por ultrassons e explicamos como este processo contribuiu para o nosso novo desenvolvimento de uma micro-liga de alumínio com uma resistência à tração superior à do aço.
Alumínio micro-ligado por ultrassons
O alumínio micro-ligado é um tipo de liga de alumínio que inclui quantidades vestigiais de elementos de liga, normalmente adicionados para refinar a estrutura granular e as propriedades do produto final. Normalmente, a concentração de elementos de micro-liga é inferior a 1% e, muitas vezes, muito inferior. Estas ligas podem apresentar resistências excecionais e outras propriedades melhoradas, com aplicações práticas como peças estruturais tanto na indústria aeroespacial como na indústria automóvel.
O poder da cavitação
A elevada resistência à tração destas micro-ligas deve-se aos precipitados à escala nanométrica que se formam no interior da matriz, os quais podem ser controlados através da adição, à escala nanométrica, de elementos específicos de micro-liga. Os efeitos da micro-liga são muito variados e incluem:
- Formação de compostos intermetálicos estáveis capazes de refinar o tamanho dos grãos
- Interação com os limites dos grãos, o que pode aumentar ou reduzir a fragilidade intercristalina
- Alteração da morfologia das fases secundárias na matriz, melhorando as propriedades mecânicas e de endurecimento por envelhecimento
- Alteração da sequência de precipitação, conduzindo a um maior refinamento da estrutura granular
Os elementos de microliga em traços incluem, normalmente, Ag, Li, Na, Ca, Cd, Zr, Ti, Sr e Sn. Embora a metalurgia e a química destas adições tenham sido amplamente estudadas e documentadas, ainda há muito a aprender e surgem continuamente novos avanços.
Adicionar oligoelementos
A prática habitual de microligação consiste em introduzir oligoelementos através da adição de um lingote de alumínio que contenha apenas alguns por cento do elemento de liga a uma grande massa fundida. A quantidade necessária de dopante é obtida através do controlo cuidadoso dos níveis de diluição.
Uma abordagem alternativa é a metalurgia dos pós com microligação. Este processo envolve prensagem isostática, sinterização e extrusão. Neste caso, o processo de microligação é controlado por difusão.
Embora estes processos sejam amplamente adotados, a sua otimização e controlo continuam a representar um desafio.