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Tecnologia dos MateriaisCobre e Suas Ligas
Prof. Henrique Cezar Pavanati
E-mail: pavanati@ifsc.edu.br
Módulo II
Instituto Federal de Santa Catarina
Campus Florianópolis
Departamento Acadêmico de Metal-Mecânica
Curso Técnico em Mecânica
www.pavanati.com.br
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Cobre e Suas Ligas
2/85Materiais e Processos de Fabricação
• A palavra COBRE deriva do termo “aes cyprium”, que significa
metal proveniente da Ilha de CHIPRE, onde foi descoberto em es-
tado natural durante a Antiguidade, mais tarde conhecido como
“cuprum”, palavra latina que deu origem ao símbolo Cu;
• O cobre é um dos metais mais antigos da civilização mundial,
datando seus primeiros usos desde 8.700 anos a.C;
• Marcou a história com a Idade do Bronze (Cobre + Estanho) e o
domínio de posse e tecnologia do cobre representava nos povos
da época riqueza e poder;
• O cobre é um metal de transição avermelhado, que apresenta alta
condutibilidade elétrica e térmica, só superada pela prata.
BREVE HISTÓRICO
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3/85Materiais e Processos de Fabricação
CARACTERÍSTICAS
• não magnético;
• é o 3º metal mais utilizado no mundo;
• elevada resistência a corrosão e oxidação;
• excelente condutividade térmica e elétrica;
• excelente soldabilidade;
• elevada ductilidade - excelente trabalhabilidade;
• razoável resistência mecânica - 50 a 450 MPa;
• ampla aplicação das ligas de Cu (bronze, latão);
• produzido a partir do minério e de sucata;
• totalmente reciclável.
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4/85Materiais e Processos de Fabricação
Reservas Mundiais de Cobre
2%
28%
13%
5%4%
12%
36%
Brasil
Chile
Peru
EUA
China
Austrália
Outros países
Fonte: DNPM – Departamento Nacional de Produção Mineral, ano base 2011.
As reservas mundiais são da ordem de 690 milhões de tons.
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5/85Materiais e Processos de Fabricação
Produção Mundial de Cobre(a partir do minério)
1%
33%
8%
7%8%
6%
37%
Brasil
Chile
Peru
EUA
China
Austrália
Outros países
Fonte: DNPM – Departamento Nacional de Produção Mineral, ano base 2011.
A produção mundial anual é da ordem de 16 milhões de ton.
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6/85Materiais e Processos de Fabricação
Obtenção do Cobre
Elementos químicos na Crosta Terrestre.
Na natureza o cobre é encon-
trado principalmente no miné-
rio calcopirita
(CuFeS2).
0,007%
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7/85Materiais e Processos de Fabricação
Comparativo das propriedades com aço
Propriedades Físicas Cobre Aço
Massa específica (g/cm3) 8,96 7,86
Temperatura de fusão (°C) 1083 1300
Módulo de elasticidade (MPa) 12000 205940
Coeficiente de expansão linear term. - (L/°C) 16,5x10-6 11,7x10-6
Condutibilidade térmica (W/m-°C) 398 51,9
Condutibilidade elétrica (IACS) % 100 (ref) 14,50
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8/85Materiais e Processos de Fabricação
BENEFICIAMENTO DO COBRE
1. Extração do minério (em geral sulfetos de cobre);
2. Trituração e moagem;
3. Flotação (ou concentração);
4. Obtenção do “mate”;
5. Obtenção do cobre “blíster”;
6. Refino.
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9/85Materiais e Processos de Fabricação
BENEFICIAMENTO DO COBRE
Extração do minério e trituração e moagem.
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10/85Materiais e Processos de Fabricação
Flotação
(ou concentração)
Obs.: sai em torno de 1% do
material que entrou
BENEFICIAMENTO DO COBRE
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11/85Materiais e Processos de Fabricação
Sulfeto de cobre concentrado (15 a 30% de cobre)
Forno de revérbero (Reverberatory Furnace)
Sulfeto de cobre parcialmente reduzido (35 a 55% Cu) + escória
Conversor de Cobre(injeção de ar no mate)
Cobre oxidado (Blíster)
(98% a 99,5%Cu) + escória
Forno de refino Cobre Tenaz (99,9%Cu)
Refinamento Eletrolítico Cobre Eletrolítico (99,99%Cu)
BENEFICIAMENTO DO COBRE
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12/85Materiais e Processos de Fabricação
BENEFICIAMENTO DO COBRE
Obtenção do Mate (Forno revérbero)
Mate35 a 55% de cobre
(Cu2S + FeS)
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13/85Materiais e Processos de Fabricação
BENEFICIAMENTO DO COBRE
Obtenção do Blíster (conversores)
Blíster
99,5%
de Cobre
Conversor
Com adição de O,
oxida-se o mate e é
obtido o cobre.
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14/85Materiais e Processos de Fabricação
BENEFICIAMENTO DO COBRE
REFINO DO COBRE
Placa para o
refino
Cobre
99,9%
de Cobre
Refino
Térmico
Refino
Eletrolítico
Cobre
99,99%
de Cobre
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15/85Materiais e Processos de Fabricação
BENEFICIAMENTO DO COBRE
REFINO ELETROLÍTICO DO COBRE
VÍDEO
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16/85Materiais e Processos de Fabricação
CARACTERÍSTICAS DO COBRE
(CFC)
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17/85Materiais e Processos de Fabricação
MICROESTRUTURA - COBRE NÃO LIGADO
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18/85Materiais e Processos de Fabricação
Classificação do Cobre não ligado- de acordo com o teor de oxigênio :
• cobre eletrolítico tenaz
• cobre isento de oxigênio
• cobre desoxidado com fósforo
Propriedades Mecânicas
- no estado recozido ou trabalhado a quente
LR = 50 a 80 MPa - Alongamento = 48 a 35%
- no estado encruado
LR = 180 a 350 MPa - Alongamento = 30 a 6%
COBRE NÃO LIGADO
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19/85Materiais e Processos de Fabricação
CARACTERÍSTICAS DO COBRE NÃO LIGADO
• Resistência à corrosão: o cobre e a maioria de suas
ligas comerciais não se altera ao ar seco, mas se reveste
de uma camada esverdeada no ar úmido (azinhavre);
• Soldabilidade: as peças fabricadas com ligas de cobre
são unidas mediante soldagem e/ou brasagem;
• Bom condutor de calor: por ter baixa resistividade
térmica (ou alta condutibilidade) e boa resistência à
corrosão, é aplicado em trocadores de calor.
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20/85Materiais e Processos de Fabricação
1. Fios e Cabos Elétricos - Cobre Eletrolítico (baixo
% de impurezas);
2. Canalização – Instalações de Água Quente e Gás;
3. Coberturas;
4. Trocadores de calor;
5. Decorativo (Moedas).
APLICAÇÕES GERAIS DO COBRE
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21/85Materiais e Processos de Fabricação
APLICAÇÕES ELÉTRICAS
Cobre eletrolítico (mín. 99,99% de Cu).
• Fios elétricos;
• Bobinas;
• Conectores;
• Motores;
• Circuitos integrados.
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22/85Materiais e Processos de Fabricação
EFEITO DAS
IMPUREZAS NA
CONDUTIVIDADE
ELÉTRICA
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23/85Materiais e Processos de Fabricação
APLICAÇÕES INDUSTRIAIS
• Tubos;
• Trocadores de calor;
• Conexões;
• Rolamentos para
trabalho a seco (re-
vestimento superf.).
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24/85Materiais e Processos de Fabricação
- Estátuas;
- Torres;
- Estruturas submetidas a
atmosferas agressivas.
Torre de cobre – Minneapolis City Hall Estátua da Liberdade – Nova York
81,3 toneladas de cobre
APLICAÇÕES EM CONSTRUÇÕES
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25/85Materiais e Processos de Fabricação
APLICAÇÕES - MOEDAS
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26/85Materiais e Processos de Fabricação
APLICAÇÕES AUTOMOTIVAS
• Carro “tradicional”:
• de 22 a 25 kg de Cu;
• fios e cabos;
• como elemento de liga.
• Carro elétrico:
• de 68 a 81 kg de Cu;
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27/85Materiais e Processos de Fabricação
• Existem alguns fatores que contribuem para a redução de
custos em componentes de cobre:
• Tolerâncias pequenas (estreitas) podem ser empregadas
durante a manufatura, garantindo que o custo final do
produto a ser produzido seja minimizado;
• A fácil trabalhabilidade do metal indica que os custos de
produção podem ser minimizados (tempos de fabricação
reduzidos, menos consumo de ferramentas, etc;
• A boa resistência à corrosão significa que os custos com
acabamentos para proteção (pintura e outros tratamentos
superficiais) são menores do que para muitos outros
materiais.
CUSTO X BENEFÍCIO
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28/85Materiais e Processos de Fabricação
• Liga cobre-arsênico desoxidado com fósforo - 0,013 e 0,050%
Arsênico, melhorar as propriedades mecânicas a temperatu-
ras elevadas e a resistência à corrosão;
• Liga cobre-prata tenaz- 0,02 a 0,12% de Prata, confere maior
resistência mecânica e resistência à fluência. Aplicação na
indústria elétrica (bobinas);
• Liga cobre-cromo (CuCr) - 0,8% de Cromo, presta-se a trata-
mento de endurecimento por precipitação, o qual provoca
elevação de resistência mecânica;
• Liga cobre-chumbo (CuPb) - 0,8 a 1,2% de Chumbo, com
objetivo de melhorar a usinabilidade do cobre, aplicada em
componentes elétricos: conectores, componentes de chaves,
parafusos.
COBRE - BAIXO TEOR DE ELEMENTOS DE LIGA
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29/85Materiais e Processos de Fabricação
LIGAS DE COBRE (ALTO TEOR DE E.L.)
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30/85Materiais e Processos de Fabricação
NOMENCLATURA DAS LIGAS DE COBRE
Ligas Trabalhadas
C1xx - Cu puro ( >99,3%)
Ligas elev. Cu (99,3 a 96%)
C2xx - Ligas Cu-Zn (Latão)
C3xx - Ligas Cu-Zn-Pb (latão Pb)
C4xx - Ligas Cu-Zn-Sn (latão Sn)
C5xx - Ligas Cu-Sn (bronze)
C6xx - Ligas Cu-Al (bronze alumínio)
Ligas Cu-Si
C7xx - Ligas Cu-Ni e Cu-Ni-Zn
Ligas Fundidas
C8xx - Cobre fundido
Ligas fundidas (elev. %Cu)
Latão fundido de vários tipos
Bronze fundido de vários tipos
C9xx - Ligas fundidas Cu-Sn
Ligas fundidas Cu-Sn-Pb
Ligas fundidas Cu-Sn-Ni
Ligas fundidas Cu-Al-Fe
Ligas fundidas Cu-Ni-Fe
101 - 99.99%Cu
120 - 99.9%Cu
122 - 99,90Cu-0.02P
210 - 95.0Cu-5.0Zn
260 - 70.0Cu-30.0Zn
464 - 60Cu-39.25Zn-0.75Sn
694 - 81.5Cu-14.5Zn-4.0Si
Pela CDA – Copper Development Association ou ASTM
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• Liga de cobre + estanho. Nos bronzes comerciais (dispo-
níveis nas lojas) o teor de estanho varia de 2 a 12%. Acima
de 13% as ligas tornam-se frágeis (presença da fase );
• A medida que aumenta o teor de estanho, aumentam a du-
reza e as propriedades relacionadas com a resistência
mecânica, sem queda da ductilidade;
• Frequentemente adiciona-se chumbo para melhorar as
prop. lubrificantes das ligas, além da usinabilidade;
• Os bronzes possuem elevada resistência à corrosão, o
que amplia o campo de seu emprego;
• O fósforo é geralmente adicionado ao bronze como agente
desoxidante e por isso os bronzes também são conheci-
dos como bronzes fosforosos.
BRONZE - CARACTERÍSTICAS
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• É a liga mais antiga;
• 5 a 25% de Sn - Vermelho 5%
- Amarelo 5 a 25%
- Branco > 25%
• Emprego do Bronze - Aplicações: tubos flexíveis,
torneiras, varetas de soldagem, válvulas, buchas
(mancais), engrenagens, registros, esculturas,
sinos.
BRONZE
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34/85Materiais e Processos de Fabricação
BRONZE – DIAGRAMA DE FASE (Cu-Sn)
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35/85Materiais e Processos de Fabricação
- A liga Cu-Sn possui 7 fases sólidas (, , , , , , )
- Fase - Maleáveis a frio e a quente. Para trabalhos a frio,
menor deve ser a quantidade de Sn. Ao ser conformado a
frio aumenta muito seu limite elástico (molas);
- Fase + - Boas características autolubrificantes devido
a presença de matriz plástica e precipitados duros;
- Fase + - Difícil laminação, deformáveis a quente ou
após tratamento de recozimento;
- Fase – Ocorre somente quando o material é resfriado
muito rapidamente (%Sn entre 10-20%).
BRONZE – FASES
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36/85Materiais e Processos de Fabricação
BRONZE – Ligas mais comuns
- Bronze trabalhável
- Contém de 1,25 a 10% de Sn (fase com prec. ) – tam-
bém conhecidos como bronze fosforoso por terem 0,1% P;
- O fósforo forma Cu3P que acaba aumentando a resistência
mecânica do bronze;
- A resistência mecânica e a resistência à corrosão do
Bronze é maior que a maioria dos Latões.
- Bronze para fundição
- Mais que 10% de Sn no bronze faz a liga se tornar não
conformável;
- Para ligas fundidas tem-se até 16% de Sn – usadas prin-
cipalmente para buchas de alta resistência e engrenagens.
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37/85Materiais e Processos de Fabricação
Microestrutura
dentrítica do
Bronze fundido
(Cu + 5%Sn)
BRONZE – MICROESTRUTURA
200µm
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38/85Materiais e Processos de Fabricação
Microestrutura
dentrítica do
Bronze fundido
(Cu + 10%Sn
+ 0,5%P)
Ampliação 100x
BRONZE – MICROESTRUTURA
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39/85Materiais e Processos de Fabricação
BRONZE – PROPRIEDADES E APLICAÇÕES
- Ligas até 2% Sn – Boa condutividade elétrica e melhores proprie-
dades mecânicas que o cobre puro;
- Ligas de 4 a 10% Sn – Medalhas e moedas, equipamentos elétri-
cos, indústria química, indústria mecânica, parafusos, molas,
rebites, porcas, etc. (Liga típica Cu + 5%Sn);
- Ligas de 10 a 12% Sn – Apresentam as melhores propriedades
mecânicas. Torneiras e acessórios de tubulações, discos de
fricção, bronzinas, molas para serviço pesado;
- Ligas 14 a 18% Sn – Peças com boa resistência ao desgaste por
abrasão e usadas em águas salinas;
- Acima de 20% Sn - Sinos, para formação do intermetálico Cu31Sn8
(fase ), melhoram a “sonoridade” da liga.
Autolubrificação e resistência à corrosão são as proprie-
dades que levam à maioria de suas aplicações.
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40/85Materiais e Processos de Fabricação
• Cu-11Sn + fósforo - contendo 0,10 a 0,30% de fósforo;
entre as aplicações, podem-se citar engrenagens para
diversos fins;
• Cu-10Sn + 2% zinco — contendo 1,0 a 3,0% de zinco e
1,0% máx. de chumbo — conexões de tubos grandes,
engrenagens, parafusos, válvulas e flanges;
• Cu-6Sn + 4,5% Zn + 1,5% Pb — contendo 3,0 a 5,0% de
zinco e 1,0 a 2,0% de chumbo — válvulas para tempera-
turas até 290°C, bombas de óleo e engrenagens;
• Cu-11Sn + 1% Pb + 1% Ni — contendo 1,0 a 1,5% de
chumbo e 0,5 a 1,5% de níquel — buchas e engrena-
gens para diversos fins.
BRONZE – OUTRAS LIGAS TÍPICAS
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41/85Materiais e Processos de Fabricação
BRONZE - APLICAÇÕES
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43/85Materiais e Processos de Fabricação
• Liga metálica de cobre e zinco, com Zn de 5% a 45%;
• o zinco confere maior tenacidade (capacidade de
absorção de energia), porém com o Zn acima de 30%
tem-se uma nova fase mais frágil que torna o latão
menos conformável;
• adição de estanho ou alumínio aumenta resistência a
corrosão por água do mar;
• uso: moedas, medalhas, bijuterias, radiadores de
automóveis, componentes conformados, etc.
LATÃO - CARACTERÍSTICAS
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44/85Materiais e Processos de Fabricação
• Excelente usinabilidade;
• Excelente resistência à corrosão (é geralmente o
fator principal de escolha da liga);
• Boa condutividade elétrica e térmica;
• Resistência ao desgaste razoável;
• Coloração interessante (decorativo);
• Facilidade de se fazer acabamento final;
• Boa soldabilidade;
• Higiene (propriedades bactericidas).
LATÃO - CARACTERÍSTICAS(comparando com o aço)
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46/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO
• Latão - CFC;
- Liga típica: 70% Cu + 30% Zn ;
- Excelente plasticidade.
• Latão + - (a fase é CCC)
- Liga típica: 60% Cu + 40% Zn;
- Mais dura e maior resistencia mecânica;
- 1% Sn Aumenta a Resistência à Corrosão;
- 2% de Pb Aumenta a Usinabilidade.
• fase - muito frágil
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47/85Materiais e Processos de Fabricação
Latão comercial
90%Cu-10%Zn
75X
Microestrutura do Latão
Latão comercial
70%Cu-30%Zn
recozido
75X
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48/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO
1. A resistência mecânica e o alongamento aumentam
com o aumento do % de Zn até 30%;
2. Estas ligas têm boa aptidão para conformação a frio;
3. Endurecem fortemente por deformação (encruamen-
to);
4. Boa resistência à corrosão em águas salinas.
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49/85Materiais e Processos de Fabricação
Microestrutura do Latão +
Latão 60%Cu-40%Zn
dendritas matriz Latão 60%Cu-40%Zn
Metal Muntz
estado bruto
de fusão
estado
trabalhado a quente
fase
(escuro)
fase
(claro)
75X 75X
fase
fase
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50/85Materiais e Processos de Fabricação
fase
(escuro)
fase
(claro)
Cu + 40%Zn
Dureza
178 HK Dureza
185 HK
Microestrutura do Latão +
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51/85Materiais e Processos de Fabricação
Latão +
1. Nesta fase a resistência mecânica aumenta, mas o
alongamento diminui com o aumento do % de Zn;
2. A temperatura ambiente a fase é mais dura que a
fase ;
3. O Latão + é pouco conformável a frio;
4. Acima de 470 ºC a liga torna-se repentinamente
macia e a 800ºC é mais fácil de conformar que a
fase .
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52/85Materiais e Processos de Fabricação
RESUMO - LATÃO vs LATÃO +
Latão (até 35%Zn)
Ótimo para fabricação de peças por conformação a frio;
Aumento da tenacidade com o aumento do % de Zn.
Latão + (entre 36 e 50%Zn)
Liga mais dura que o latão ;
Ideal para produtos conformados a quente.
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53/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO – Propriedades Mecânicas
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54/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO – Variação de cor com o % de Zn
A cor avermelhada do cobre adquire uma faixa de
tonalidades de amarelo com a adição de zinco
%Zn Descrição da cor
> 5% Cor vermelha do cobre
5% a 20% Diferentes tons de dourado
30% Latão amarelo
40% Amarelo claro
+ Mn Latão com tonalidade bronze
+ Al Latão com tonalidade prateada
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55/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO – Adição de outros elementos de liga
1. Melhorar usinabilidade;
2. Melhorar resistência mecânica;
3. Melhorar resistência ao desgaste;
4. Melhorar resistência à corrosão.
Adiciona-se outros elementos de liga ao Latão prin-
cipalmente devido às seguintes razões:
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56/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO – Outros elementos de liga
Pb – Favorece a usinabilidade (entre 0,1 e 3%);
Al – Aumenta a resistência mecânica dos latões;
Sn – Aumenta a resistência mecânica (acima de 1%) e au-
menta a resist. a corrosão em ambientes salinos;
Mn – Aumenta a resistência mecânica (é o E.L. mais uti-
lizado para este fim);
Ni – Confere tonalidade prateada ao latão;
Si – Melhora a fluidez no estado líquido (ideal para fun-
dição) aumenta a resistência ao desgaste dos latões.
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57/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO – TRATAMENTOS TÉRMICOS
Recozimento para alívio de tensões
T = 300 ºC / 1h
Recozimento para recristalização
Usado para permitir subseqüentes deformações plásticas
Recozimento para homogeneização
Após solidificação pode-se fazer recozimento para
homogeneização (600 a 650 ºC)
Precipitação (“têmpera”)
Ligas Cu-Zn40 (+) – Aquecimento acima de 600 ºC
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58/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO – APLICAÇÕES
Latões
Destinam-se especialmente a laminação a frio, estiramento,
fabricação de tubos, etc..
- Liga Cu-Zn5 – Medalhas, moedas, objetos decorativos
- Liga Cu-Zn15 – Imitação de jóias, devido à semelhança
com o ouro, e artigos conformados;
- Liga Cu-Zn30 – Trocadores de calor, cápsula de rosca de
lâmpadas, fabricação de rebites, pregos e parafusos,
cartuchos de projéteis, etc..
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59/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO – APLICAÇÕES
Latões +
Destinam-se especialmente a
extrusão, estampagem a
quente.
- Liga Cu-Zn40 – Geralmente
vendido como semi-acabado.
Na forma de perfis sextava-
dos, barras, peças vazadas
(torneiras, acessórios para
canalização, etc).
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60/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO – CUSTO (vs. Aço)
- Custo do material é maior que o do aço;
- Se adicionarmos o custo do material + o custo de
produção das peças (near-net-shape) = aplicação do
latão pode ser vantajosa;
- Se considerarmos o custo do material + o custo da
produção das peças + custo dos serviços de
manutenção = aplicação vantajosa;
- Tolerâncias estreitas, elevada velocidades de corte,
não há necessidade de pintura ou recobrimentos...
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61/85Materiais e Processos de Fabricação
COMPARATIVO DE CUSTOS
(válvula hidráulica para elevadas pressões)
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62/85Materiais e Processos de Fabricação
COMPARATIVO DE CUSTOS
(válvula hidráulica para elevadas pressões)
Custo do material
Pré-usinagem
Fresamento
Furação e Rosqueamento
Revestimento
Total
Total economizado
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63/85Materiais e Processos de Fabricação
LATÃO – PERFIS EXTRUDADOS
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LATÃO – OUTRAS APLICAÇÕES
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LATÃO – OUTRAS APLICAÇÕES
VÍDEO
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COMPARATIVO - BRONZE X LATÃO
Características Bronze Latão
Composição básica Cobre + estanho Cobre + zinco
Custo Mais caro do que o
latão
Mais barato do que o
bronze. Porém, é mais
caro do que o aço.
Tratamentos térmicos Recozimento
Têmpera
Recozimento (recristaliz.)
Recozimento (alívio de
tensões)
Têmpera
Porém, o bronze e o latão custam menos do que o Cobre puro.
Ambos são menos “moles” do que o Cobre, ou seja, têm limite de es-
coamento e limite de resistência a tração maiores do que o Cobre puro.
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Cobre e Suas Ligas
67/85Materiais e Processos de Fabricação
LIGA COBRE ALUMÍNIO
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Cobre e Suas Ligas
68/85Materiais e Processos de Fabricação
• Cobre Alumínio
• alumínio: até 10%
• uso: peças para embarcações, trocadores de
calor, evaporadores, soluções ácidas ou salinas
LIGA COBRE ALUMÍNIO
O Fe melhora o limite de elasticidade e o Mn melhora
a fluidez da liga no estado líquido.
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Cobre e Suas Ligas
69/85Materiais e Processos de Fabricação
COBRE ALUMÍNIO – FASES
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Cobre e Suas Ligas
70/85Materiais e Processos de Fabricação
- Fase - Resistência mecânica cresce com o au-
mento do teor de Al. Endurecem por deforma-
ção a frio. São facilmente conformáveis a frio e
a quente.
- Fase + 2 – Resistência mecânica maior que a
fase alfa. Conformação a quente. Boa resistên-
cia a corrosão.
COBRE ALUMÍNIO – FASES
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Cobre e Suas Ligas
71/85Materiais e Processos de Fabricação
COBRE ALUMÍNIO – MICROESTRUTURA
Cu – 11,5%Al
Branco – alfa proeutetóide e
eutetóide é uma mistura de alfa e
γ2, Al4Cu9,
Cu – 11,8%Al Trat termicamente
Aquecido a 900ºC (1h) e temperado em água
Microestrutura martensítica
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Cobre e Suas Ligas
72/85Materiais e Processos de Fabricação
- Ligas de 5 a 7%Al – Tubos e trocadores de calor;
- Ligas de 9 a 10%Al – instrumentos elétricos,
recipientes para substâncias ácidas e alcalinas;
- Liga 9%Al3%Fe12%Mn – (Liga superstone) alta
resistência ao impacto.
COBRE ALUMÍNIO – APLICAÇÕES
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Cobre e Suas Ligas
73/85Materiais e Processos de Fabricação
CUPRONÍQUEL
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Cobre e Suas Ligas
74/85Materiais e Processos de Fabricação
• O Níquel é totalmente dissolvido no cobre;
• O teor de Ni varia de 5 a 50%;
• Ligas muito dúcteis com excelente resistência à cor-
rosão;
• Acima de 10%Ni a liga apresenta cor branca;
• Boa conformabilidade – facilidade em transformá-las
em chapas, tiras, fios, etc;
• Boa soldabilidade;
• A adição de Ni ao cobre aumenta a resistência mecâ-
nica, resistência à corrosão e oxidação da liga.
CUPRONÍQUEL - CARACTERÍSTICAS
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Cobre e Suas Ligas
75/85Materiais e Processos de Fabricação
- Fase - Estrutura (CFC), µ = 8,94 g/cm3 para 32,2%Ni.
CUPRONÍQUEL – FASES
Como as ligas Cu-Ni são totalmente miscíveis no
estado sólido temos somente a fase alfa.
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Cobre e Suas Ligas
76/85Materiais e Processos de Fabricação
- Ligas com até 10%Ni – tubos, aquecedores, eva-
poradores;
- Ligas com 20%Ni – medalhas, moedas, tubos de con-
densação e fabricação de resistores;
- Ligas com 30%Ni – Construção naval e indústria quí-
mica;
- Liga entre 35 e 50%Ni (constantan) – Fabricação de
resistores e termopares;
- Ligas entre 30 e 67%Ni (monel) – Resistentes às
águas salinas e ácidos sulfúricos. Substituem o aço
inox em algumas aplicações, mas tem dureza
inferior.
CUPRONÍQUEL – APLICAÇÕES
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Cobre e Suas Ligas
77/85Materiais e Processos de Fabricação
CUPRONÍQUEL – APLICAÇÕES
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Cobre e Suas Ligas
78/85Materiais e Processos de Fabricação
- Recozimento
- Realizado a 550 – 690 ºC e nunca além de 800ºC
CUPRONÍQUEL – TRATAMENTOS TÉRMICOS
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Cobre e Suas Ligas
80/85Materiais e Processos de Fabricação
• Liga metálica de Cu + Ni + Zn;
• Também conhecida como prata de níquel;
• zinco: 17% - 27%;
• níquel: 8% - 18%;
• uso: chaves, equipamentos de telecomunicações, deco-
ração, relojoaria, componentes de aparelhos óticos e
fotográficos, etc;
• são facilmente confundidas com a prata devido a
sua coloração;
• conforme aumenta-se o %Ni a coloração das alpacas
muda de marfim para prateado.
ALPACAS – CARACTERÍSTICAS
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Cobre e Suas Ligas
81/85Materiais e Processos de Fabricação
ALPACAS – MICROESTRUTURA
Fase alfa
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82/85Materiais e Processos de Fabricação
ALPACAS – APLICAÇÃO
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Cobre e Suas Ligas
84/85Materiais e Processos de Fabricação
LIGAS DE COBRE – MOEDAS BRASILEIRAS
Fonte: Casa da moeda do Brasil