Histria do Alumnio

O alumnio, apesar de ser o terceiro elemento mais abundante na crosta terrestre, o

metal mais jovem usado em escala industrial. H sete milnios, ceramistas da Prsia j

produziam seus vasos com um tipo de barro que continha xido de alumnio, que hoje

conhecemos como alumina. Trinta sculos mais tarde, egpcios e babilnios usaram

uma outra substncia contendo alumnio na fabricao de cosmticos e produtos

medicinais.

Sua cronologia mostra que, mesmo nas civilizaes mais antigas, o metal dava um tom

de modernidade e sofisticao aos mais diferentes artefatos. No obstante, durante seus

primeiros usos, nada se sabia sobre o metal na forma como o conhecemos hoje, j que o

alumnio s comeou a ser produzido comercialmente h cerca de 150 anos.

Cronologia

6000 a.C.

Os Persas fabricaram potes e recipientes de argila que continham xido de alumnio

(Al2O3)

3000 a.C.

Argilas com alumina eram utilizadas por povos antigos do Egito e Babilnia para a

fabricao de cosmticos, medicamentos e corantes de tecidos

1809

Primeira obteno do que at ento mais se aproximava do alumnio. Humphrey Davy

foi o mentor da descoberta, fundindo ferro na presena de alumina

1821

O francs P. Berthier descobre um minrio avermelhado, que contm 52% de xido de

alumnio, perto da aldeia de Ls Baux, no sul da Frana. a descoberta da bauxita, o

minrio mais comum de alumnio

1825

O fsico dinamarqus Hans Christian Oersted consegue isolar o alumnio de outra

maneira, a partir do cloreto de alumnio na forma como conhecido hoje

1854

Primeira obteno do alumnio por via qumica, realizada por Henry SaintClaire

Deville

1855

Deville mostra, na exposio de Paris, o primeiro lingote de um metal muito mais leve

que o ferro. Torna-se pblico o processo de obteno de alumnio por meio da reduo

eletroltica da alumina dissolvida em banho fundido de criolita. Esse procedimento foi

desenvolvido separadamente pelo norte-americano Charles Martin Hall e pelo francs

Paul Louis Toussaint Hroult, que o descobriram e o patentearam quase

simultaneamente. Esse processo ficou conhecido como Hall-Herult e foi o que

permitiu o estabelecimento da indstria global do alumnio

1945

Na cidade de Ouro Preto (MG) produzido o primeiro lingote de alumnio do

Hemisfrio Sul, na fbrica da Elquisa.

Alumnio e Suas Ligas

O alumnio metlico obtido pela reduo eletroltica da alumina (Al2O3) dissolvida

em creolina lquida. O processo, chamado de Hall-Herolut foi desenvolvido em 1886 de

maneira independente por Charles Hall (Estados Unidos) e Paul Heroult (Frana). As

primeiras aplicaes do alumnio foram objetos de decorao como molduras de

espelhos, travessas e utenslios domsticos. Com o tempo, cresceu a diversidade das

aplicaes do alumnio, de maneira que, praticamente todos os aspectos da vida

moderna so afetados diretamente ou indiretamente pelo seu uso. Recentemente os

maiores mercados para as ligas de alumnio so:

Embalagens para alimentos e medicamentos 34%;

Industria automobilstica e de transportes - 21%;

Construo civil (fachadas, pontes, torres, tanques de estocagem) - 17%;

Cabos e componentes eltricos - 9%;

Bens durveis (8%);

Indstria de equipamentos e maquinaria - 7%

Outros - 4%.

Localizao da Indstria

VANTAGENS DO ALUMINIO

Leveza

Caracterstica essencial na indstria de transportes, a leveza do alumnio representa

menor consumo de combustvel, menor desgaste, mais eficincia e capacidade de carga.

Para o setor de alimentos, traz funcionalidade e praticidade s embalagens por seu peso

reduzido em relao a outros materiais.

Elevada conduo de energia

O alumnio um excelente meio de transmisso de energia, seja eltrica ou trmica. Um

condutor eltrico de alumnio pode conduzir tanta corrente eltrica quanto um de cobre,

que duas vezes mais pesado e, consequentemente, caro. Por isso, o alumnio muito

utilizado pelo setor de fios e cabos.

O metal tambm oferece um bom ambiente de aquecimento e resfriamento. Trocadores

e dissipadores de calor em alumnio so utilizados em larga escala nas indstrias

alimentcia, automobilstica, qumica, aeronutica, petrolfera, etc. Para as embalagens e

utenslios domsticos, essa caracterstica confere ao alumnio a condio de melhor

condutor trmico, o que na cozinha extremamente importante.

Impermeabilidade e opacidade

Caracterstica fundamental para embalagens de alumnio para alimentos e

medicamentos. O alumnio no permite a passagem de umidade, oxignio e luz. Essa

propriedade faz com que o metal evite a deteriorao de alimentos, remdios e outros

produtos consumveis.

Alta relao resistncia/peso

Importante para a indstria automotiva e de transportes, confere um desempenho

excepcional a qualquer parte de equipamento de transporte que consuma energia para se

movimentar. Aos utenslios domsticos oferece uma maior durabilidade e manuseio

seguro, com facilidade de conservao. Com uma resistncia trao de 90 Mpa, por

meio do trabalho a frio, essa propriedade pode ser praticamente dobrada, permitindo seu

uso em estruturas, com excelente comportamento mecnico, aprovado em aplicaes

como avies e trens.

Beleza

O aspecto externo do alumnio, alm de conferir um bom acabamento apenas com sua

aplicao pura, confere modernidade a qualquer aplicao por ser um material nobre,

limpo e que no se deteriora com o passar do tempo. Por outro lado, o metal permite

uma ampla gama de aplicaes de tintas e outros acabamentos, mantendo sempre o

aspecto original e permitindo solues criativas de design.

Durabilidade

O alumnio oferece uma excepcional resistncia a agentes externos, intempries, raios

ultravioletas, abraso e riscos, proporcionando elevada durabilidade, inclusive quando

usado na orla martima e em ambientes agressivos.

Maleabilidade e soldabilidade

A alta maleabilidade e ductibilidade do alumnio permite indstria utiliz-lo de

diversas formas. Suas propriedades mecnicas facilitam sua conformao e possibilitam

a construo de formas adequadas aos mais variados projetos.

Resistncia corroso

O alumnio tem uma autoproteo natural que s destruda por uma condio

agressiva ou por determinada substncia que dissipe sua pelcula de xido de proteo.

Essa propriedade facilita a conservao e a manuteno das obras, em produtos como

portas, janelas, forros, telhas e revestimentos usados na construo civil, bem como em

equipamentos, partes e estruturas de veculos de qualquer porte. Nas embalagens fator

decisivo quanto higienizao e barreira contaminao.

Resistncia e dureza

Ao mesmo tempo em que o alumnio possui um alto grau de maleabilidade, ele tambm

pode ser trabalhado de forma a aumentar sua robustez natural. Com uma resistncia

trao de 90 Mpa, por meio do trabalho a frio, essa propriedade pode ser praticamente

dobrada, permitindo seu uso em estruturas, com excelente comportamento mecnico,

aprovado em aplicaes como avies e trens.

Possibilidade de muitos acabamentos

Seja pela anodizao ou pela pintura, o alumnio assume a aparncia adequada para

aplicaes em construo civil, por exemplo, com acabamentos que reforam ainda

mais a resistncia natural do material corroso.

Infinitamente reciclvel

Uma das principais caractersticas do alumnio sua alta reciclabilidade. Depois de

muitos anos de vida til, segura e eficiente, o alumnio pode ser reaproveitado, com

recuperao de parte significativa do investimento e economia de energia, como j

acontece largamente no caso da lata de alumnio. Alm disso, o meio ambiente

beneficiado pela reduo de resduos e economia de matrias-primas propiciadas pela

reciclagem.

Cadeia Primria

O alumnio no encontrado diretamente em estado metlico na crosta terrestre. Sua

obteno parte da Minerao da bauxita e segue para as etapas posteriores de Refinaria

e Reduo.

Minerao

O alumnio obtido a partir da bauxita, um minrio que pode ser encontrado em trs

principais grupos climticos: o Mediterrneo, o Tropical e o Subtropical. A bauxita

deve apresentar no mnimo 30% de xido de alumnio (Al2O3) aproveitvel para que a

produo de alumnio seja economicamente vivel. As reservas brasileiras de bauxita,

alm da tima qualidade do minrio tambm esto entre as maiores do mundo.

A minerao de bauxita pode ser assim exemplificada:

Remoo planejada da vegetao e do solo orgnico;

Retirada das camadas superficiais do solo (argilas e lateritas);

Beneficiamento

Inicia-se na britagem, para reduo de tamanho;

Lavagem do minrio com gua para reduzir (quando necessrio) o teor de slica

contida na parcela mais fina;

Secagem

Refinaria

Essa fase do processo alm de ser insumo para a obteno do alumnio primrio, a

alumina tem diversas aplicaes como a fabricao de materiais refratrios, tratamento

de gua, uso em produtos abrasivos e para polimento, como retardante de chamas, na

fabricao de velas de ignio entre outros.

O processo mais utilizado para obteno de alumina Bayer.

Acompanhe o fluxo:

Moagem e dissoluo da alumina em soda custica;

Filtrao da alumina para separar o material slido;

O filtrado concentrado para a cristalizao da alumina;

Os cristais so secados, precipitados e calcinados para eliminar gua;

O p branco de alumina pura enviado reduo, onde ocorre o processo de

reduo eletroltica conhecido como Hall-Hroult.

Reduo do alumnio

A obteno do alumnio ocorre pela reduo da alumina calcinada em cubas

eletrolticas, a altas temperaturas, no processo conhecido como Hall-Hroult. So

necessrias duas toneladas de alumina para produzir uma tonelada de metal primrio

pelo processo de Reduo.

A transformao da alumina calcinada em alumnio metlico pode ser assim

exemplificada

A alumina dissolvida em um banho de creolina fundida e fluoreto de alumnio

em baixa tenso, decompondo-se em oxignio;

O oxignio se combina com o nodo de carbono, desprendendo-se na forma de

dixido de carbono, e em alumnio lquido, que se precipita no fundo da cuba

eletroltica;

O metal lquido (j alumnio primrio) transferido para a refuso atravs de

cadinhos;

So produzidos os lingotes, as placas e os tarugos de metal primrio.

Processos de Produo

Uma das vantagens mais importantes do alumnio o fato de poder ser transformado

com facilidade. O alumnio pode ser laminado em qualquer espessura e extrudado numa

infinidade de perfis de seo transversal constante e grande comprimento. O metal pode

ser tambm, forjado ou impactado. Arames de alumnio trefilados a partir de vergalhes

do origem a fios de alumnio que, aps serem encordoados, transformam-se em cabos

condutores.

A facilidade e a velocidade com o qual o alumnio pode ser usinado outro importante

fator que contribui para difundir o uso desse material e que tambm aceita,

praticamente, todos os mtodos de unio, tais como rebitagem, soldagem, brasagem e

colagem. Alm disso, para a maioria das aplicaes do alumnio no so necessrios

revestimentos de proteo.

Laminao

um processo de transformao mecnica que consiste na reduo da seo transversal

por compresso do metal, por meio da passagem entre dois cilindros de ao ou ferro

fundido com eixos paralelos que giram em torno de si mesmos. Esta seo transversal

retangular e refere-se a produtos laminados planos de alumnio e suas ligas,

compreendendo desde chapas grossas com espessuras de 150 mm, usadas em usinas

atmicas, at folhas com espessura de 0,005 mm, usadas em condensadores. Existem

dois processos tradicionais de laminao de alumnio: laminao a quente e laminao a

frio. Atualmente, a indstria tambm utiliza-se da laminao contnua.

Os principais tipos de produtos laminados so: chapas planas ou bobinadas, folhas e

discos. Esses semimanufaturados tm diversas aplicaes em setores como transportes

(carrocerias para nibus, equipamentos rodovirios, elementos estruturais, etc.),

construo civil (telhas, fachadas, calhas, rufos, etc.), embalagens (latas, descartveis e

flexveis) e bens de consumo (panelas, utenslios domsticos, etc.).

Laminao a quente

Promove redues da seo transversal com o metal a uma temperatura mnima de

aproximadamente 350C (igual temperatura de recristalizao do alumnio). A

ductilidade do metal a temperaturas desta ordem mxima e, nesse processo ocorre, a

recristalizao dinmica na deformao plstica. O processo transcorre da seguinte

forma:

Uma placa (matria-prima inicial) produzida na refuso, por meio de fundio

semicontnua ou em molde com seo transversal retangular.

A placa pode sofrer uma usinagem superficial (faceamento) para remoo da

camada de xido de alumnio, dos gros colunares (primeiro material

solidificado) e das impurezas provenientes da fundio.

Posteriormente, a placa aquecida at tornar-se semiplstica.

A laminao a quente se processa em laminadores reversveis duplos (dois

cilindros) ou qudruplos (dois cilindros de trabalho e dois de apoio ou encosto).

O material laminado deslocado, a cada passada, por entre os cilindros, sendo

que a abertura dos mesmos define a espessura do passe. A reduo da espessura

por passe de aproximadamente 50% e depende da dureza da liga que est

sendo laminada. No ltimo passe de laminao, o material apresenta-se com

espessura ao redor de 6mm, sendo enrolado ou cortado em chapas planas,

constituindo-se na matria-prima para o processo de laminao a frio.

Laminao a frio

Realiza-se a temperaturas bem inferiores s de recristalizao do alumnio. A matria-

prima oriunda da laminao a quente. A laminao a frio executada, geralmente, em

laminadores qudruplos, reversveis ou no, sendo este ltimo mais empregado. O

nmero de passes depende da espessura inicial da matria-prima, da espessura final, da

liga e da tmpera do produto desejado. Os laminadores esto dimensionados para

redues de sees entre 30% e 70% por passe, dependendo, tambm, das

caractersticas do material em questo. Laminadores mais sofisticados possuem

sistemas computadorizados de controle de espessura e de planicidade. Na laminao a

frio utilizam-se dois recursos: tenses avante e tenses a r.

Ambas aliviam o esforo de compresso exercido pelos cilindros ou aumentam a

capacidade de reduo por passe. Estes recursos so tambm responsveis pela reduo

da espessura no caso de laminao de folhas finas, em que os cilindros de laminao

esto em contato e praticamente sem abertura perceptvel.

A deformao a frio confere encruamento ao alumnio. Aumenta os limites de

resistncia trao e ao escoamento, com diminuio do alongamento. Esse

procedimento produz um metal com bom acabamento superficial e preciso controle

dimensional.

Os produtos laminados de alumnio so utilizados em todas as operaes metalrgicas

usuais de chapas, incluindo aquelas que exigem do metal de excepcional ductilidade,

como o caso de processos como estampagem, extruso por impacto, perfilao

(roletagem), etc. Recozimentos intermedirios podem ser realizados para amolecimento

(recristalizao) e para facilitar posterior laminao ou determinar tmperas

especficas.

Os produtos laminados a frio mais finos (folhas), com espessura de at 0,005 mm, so

produzidos em laminadores especficos, que concebem o processo de laminao de

folhas dupladas com lubrificao entre elas.

Laminao contnua

Outro processo atualmente muito utilizado o de laminao contnua que elimina a

etapa de laminao a quente. O alumnio solidificado entre dois cilindros refrigerados

internamente por gua, que giram em torno de seus eixos, produzindo uma chapa com

seo retangular e espessura aproximada de 6mm. Posteriormente, esta chapa

enrolada, obtendo-se assim um produto similar quele obtido por laminao a quente.

Porm, este produto apresentar uma estrutura bruta de fuso bastante refinada, dada a

alta eficincia do refinador de gro utilizado no vazamento.

Estampagem

Chapas e discos de alumnio so amplamente utilizados para repuxao e estampagem

profunda. Nesse processo, o material pressionado por uma puno contra uma matriz,

como acontece com os utenslios domsticos e latas de bebidas. Estas operaes

requerem material com grande plasticidade, alta ductilidade e com uma baixa taxa de

encruamento. Os melhores resultados so obtidos quando o metal possui um tamanho de

gro pequeno e uniforme. Assim, as ligas das sries 1xxx e 3xxx so mais utilizadas

para estas aplicaes, a no ser que os componentes acabados tenham que ter maior

resistncia.

Outro mtodo usado para confirmar se um determinado material foi escolhido

adequadamente um simples teste de dobramento. realizado em chapas de espessura

fina em que se determina qual o menor raio em que elas conseguem ser dobradas sem se

romper. Enquanto um material recozido pode ser dobrado completamente, um raio cujo

dobramento de cinco vezes a espessura pode ser o mnimo obtido para material duro,

totalmente tratado termicamente.

Extruso por impacto

Tambm chamado de extruso a frio, esse processo aumenta a resistncia do material,

melhora o acabamento superficial e permite tolerncias dimensionais mais estreitas. O

material sofre um sbito impacto por meio de um puno, provocando o seu

estiramento, como o caso dos tubos de remdio e de aerossis.

Extruso

um processo de transformao termomecnica no qual um tarugo de metal reduzido

em sua seo transversal quando forado a fluir atravs do orifcio de uma matriz

(ferramenta), sob o efeito de altas presses e temperatura. Como uma pasta de dente

sendo expelida para fora de seu tubo.

A variedade de perfis que podem ser extrudados em alumnio praticamente ilimitada.

O processo reduz custos, pois elimina operaes posteriores de usinagem ou juno, e

possibilita a obteno de sees mais resistentes pela adequada eliminao de juntas

frgeis e uma melhor distribuio de metal. Entre os principais tipos de produtos

extrudados esto perfis slidos, tubulares e semi-tubulares. Suas aplicaes so ideais

para os setores de construo civil, bens de consumo, indstria eltrica e transportes.

Trefilao

um processo de transformao pela deformao mecnica a frio que permite a

diminuio da seo transversal de um produto pela passagem atravs de uma matriz,

por esforo de trao. Anlogo laminao, o processo aumenta as propriedades

mecnicas da liga, diminuindo as tolerncias dimensionais, melhorando o acabamento

superficial e produzindo bitolas que seriam mais complexas de se obter por extruso.

Normalmente, so trefiladas ligas no tratveis (aumentando suas propriedades

mecnicas) e tratveis termicamente (nas quais a funo a de preciso dimensional). A

indstria utiliza dois sistemas de trefilao:

Em bancos: para barras e tubos de maior dimetro;

Em blocos rotativos: para dimenses menores de vergalhes e tubos.

Forjamento

O forjamento o processo de conformao pelo qual se obtm a forma desejada de uma

pea por martelamento ou aplicao gradativa de uma presso. A maioria das operaes

de forjamento feitas a quente. A indstria utiliza trs mtodos de forjamento: matriz

aberta, matriz fechada com rebarba e matriz fechada sem rebarba.

No forjamento do alumnio, um bloco, tarugo ou perfil aquecido e pressionado contra

uma matriz bipartida, na qual foi escavada a forma da pea em negativo. O metal escoa,

preenchendo a cavidade formada pelo ferramental, tomando a forma da pea.

Depois das ligas ferrosas, o alumnio o metal mais utilizado para forjamento, sendo

utilizado principalmente nas indstrias aeronutica, blica, transportes, mquinas e

equipamentos. Sua aplicao abrange peas como rodas, eixos, longarinas, bielas, peas

de bicicletas, motores, rotores, engrenagens, pistes, etc.

Fundio

um dos primeiros processos industriais utilizados na produo de artigos de metal. A

fundio em alumnio pode ser feita por gravidade, com uso de areia ou molde metlico,

e sob presso, (alta ou baixa). Alm desses h tambm processos especiais, com cera

perdida e tixofundio.

As peas fundidas de alumnio tm suas principais aplicaes na rea automotiva e de

transportes. Como exemplo, pode-se citar blocos de motor, cabeotes, caixas de cmbio,

carcaas e rodas para automveis e veculos pesados, entre outros.

As peas de alumnio podem ser produzidas a partir dos seguintes processos:

Fundio em areia

O vazamento de metal lquido em moldes de areia uma das mais antigas artes

industriais. Ainda utilizado quando as peas fundidas so requeridas em pequenas

quantidades, de tamanho excepcionalmente grande ou muito intricadas.

Fundio em Coquilha

Feito por gravidade, esse processo consiste em obter peas por meio do vazamento do

metal lquido em um molde metlico, tambm chamado de coquilha. A introduo do

metal essencialmente determinada pela fora da gravidade.

Fundio sob presso

Consiste na injeo de um metal lquido contido em um recipiente (cmara de injeo)

para o interior da cavidade de um molde fabricado em ao, por meio de um pisto. Na

primeira fase, o ar eliminado da cmara de injeo. Depois, h um rpido

preenchimento da cavidade do molde para evitar o resfriamento do metal. A ltima

etapa a compactao do metal para diminuir o volume das microporosidades

decorrentes da contrao de solidificao do metal.

Tixofundio

Tambm chamado de fundio de ligas semi-slidas de alumnio, a tecnologia utiliza,

ao invs de alumnio lquido, o metal em "pasta", evitando o desgaste no contato entre o

metal e o molde e aumentando a produtividade. As principais aplicaes desse processo

se do na indstria automotiva, na fabricao de peas como suspenses, carcaas e

discos de embreagem, entre outras.

Soldagem

O desenvolvimento de mtodos para a soldagem do alumnio e suas ligas abriu um novo

segmento de mercado em aplicaes, como pontes, construes, transportes

(embarcaes, trens e automveis), etc. O alumnio e suas ligas podem ser soldados

satisfatoriamente com a escolha adequada da liga de adio, por meio da utilizao de

tcnicas apropriadas, visto que as linhas de solda so bastante resistentes para as suas

vrias aplicaes.

A escolha do processo de soldagem determinada pela espessura do material, tipo de

cordo de solda, requisitos de qualidade, aparncia e custo. A soldagem envolve a fuso

conjunta das bordas a serem unidas, frequentemente pela adio de metal lquido para

preencher um canal com a forma de V. O cordo de solda composto, parcial ou

totalmente, por um metal-base de ressolidificao com uma estrutura bruta de fuso.

Tradicionalmente, a solda de oxiacetileno utiliza um fluxo de sal lquido para dissolver

o xido de alumnio e cobrir o metal lquido. A maioria dos mtodos modernos protege

o alumnio lquido com um gs inerte (argnio ou hlio), sendo que os dois processos

mais conhecidos e utilizados so o MIG e o TIG.

Usinagem

Embora quase todas as ligas possam ser usinadas, a ao de corte da ferramenta mais

efetiva em materiais de ligas completamente envelhecidas termicamente, com baixo

alongamento. Estas produzem cavacos menores, em contraste com as caractersticas das

aparas contnuas dos materiais mais moles e mais dcteis.

Ligas especiais de fcil usinagem, desenvolvidas para trabalhos em tornos automticos

de alta velocidade, contm adies de elementos de ligas, tais como chumbo, bismuto,

antimnio ou estanho. A presena destes elementos na estrutura do metal propicia a

fratura de cavacos em fragmentos menores na ferramenta de corte.

Ligas de fundio com alto teor de silcio, de maneira contrria, necessitam de menores

velocidades e retificao mais constante da ferramenta de corte, devido s partculas

abrasivas de silcio presentes na microestrutura.

Acabamentos

importante observar que o alumnio normalmente usado sem acabamentos especiais

de qualquer espcie. Isto se aplica a todas as diferentes formas de alumnio,

considerando-se chapas para telhas, perfis extrudados para construo de estufas,

mveis tubulares para jardim, pistes fundidos para veculos automotores ou folha para

embalagem de alimento.

Em outras palavras, para muitas aplicaes, o acabamento natural do alumnio

totalmente satisfatrio, tanto em aparncia como em durabilidade. O alumnio

adequado a numerosos acabamentos superficiais de proteo e decorao, alguns

prprios do alumnio e outros que tambm se aplicam a outros metais.

Anodizao

Anodizao o processo pelo qual um filme de xido natural artificialmente

produzido no alumnio, por meio do nodo de um eletrlito. O filme andico recm-

formado, antes do estgio final de selagem, poroso e pode absorver material de

colorao. Esta a base da maioria dos acabamentos coloridos anodizados e possibilita

a impresso em determinadas reas, reproduzindo claramente pequenos detalhes.

Uma variada gama de cores para aplicaes arquitetnicas podem tambm ser obtidas

sem uma separao do tratamento de colorao. Uma porcentagem controlada de silcio

e outros elementos introduzida na composio da liga e a composio do eletrlito

modificada. A durabilidade das cores independe da solidez luz dos corantes ou dos

pigmentos e eles so, por isso, especialmente durveis. A anodizao de colorao

natural tambm frequentemente empregada para conferir uma resistncia adicional

corroso.

Acabamentos Mecnicos

Alm de oferecer uma boa resposta s operaes de polimento mecnico normal e de

lustramento, o alumnio pode receber texturas decorativas por processos mecnicos. As

lavragens so realizadas em chapas por cilindros gravados com o relevo desejado.

Efeitos de acabamento acetinado podem ser dados por meio de escovamento,

jateamento ou aplicao de um composto de polimento sem gordura.

Pintura

Diversos tipos de pintura, baseadas em acrlicos, vinilas e outros plsticos, so adies

vantajosas ampla gama de acabamentos para o alumnio. Especialmente em chapas

para aplicaes na construo civil e na manufatura dos vrios tipos de mveis.

Filmes plsticos podem ser aplicados na forma laminada, permitindo o uso de

revestimentos em relevos mais espessos. Tintas e vernizes aderem facilmente ao

alumnio, prprios para a impresso de detalhes informativos e para realar a aparncia

de todos os tipos de embalagens.

Reciclagem

Um diferencial do alumnio, a reciclabilidade sem perda de propriedades

fsico/qumicas, torna o metal uma excelente escolha, principalmente para as

embalagens de bebidas carbonatadas (refrigerantes, cervejas, etc.). O processo de

reciclagem, alm de colaborar com a preservao ambiental, tem na economia de

energia uma das suas maiores vantagens - utiliza apenas 5% da energia necessria para a

produo do metal primrio a partir do minrio. O processo industrial de

reaproveitamento da sucata do alumnio obedece s seguintes etapas:

Estes tipos de fornos so prprios para a fundio da sucata de alumnio: rotativos,

rotativos selado, sidewell sem sal, de induo (pouco utilizados) e de plasma (em

desenvolvimento). Os primeiros, de tecnologia mais antiga, tm rendimento metlico

entre 50% e 60%. J os fornos rotativos selados com sal de cobertura tm um

aproveitamento de at 85% e apresentam pouca gerao de borra preta. Os fornos do

tipo sidewell , tambm chamados de revrberos, so de tecnologia mais moderna, ideais

para retalhos de baixas espessuras (0,15-0,20mm).

Fruto da recuperao da sucata do alumnio, as ligas secundrias permitem que o metal

seja utilizado na fabricao de diversos semielaborados e elaborados, como chapas,

perfis, etc., prontos para reutilizao nos mais diversos segmentos da indstria do

alumnio.

Caractersticas Qumicas e Fsicas

Uma excepcional combinao de propriedades faz do alumnio um dos mais versteis

materiais utilizados na engenharia, arquitetura e indstria em geral.

Ponto de fuso: O alumnio possui ponto de fuso de 660C, o que relativamente

baixo comparado ao do ao, que da ordem de 1570C.

Peso especfico: A leveza uma das principais caractersticas do alumnio. Seu

peso especfico de cerca de 2,70 g/cm3, aproximadamente 35% do peso do ao

e 30% do peso do cobre.

Resistncia corroso: O alumnio possui uma fina e invisvel camada de xido,

a qual protege o metalde oxidaes posteriores. Essa caracterstica de auto-

proteo d ao alumnio uma elevada resistncia corroso.

Condutibilidade eltrica: O alumnio puro possui condutividade eltrica de 62%

da IACS (International Annealed Copper Standard), a qual associada sua baixa

densidade significa que um condutor de alumnio pode conduzir tanta corrente

quanto um condutor de cobre que duas vezes mais pesado e proporcionalmente

mais caro.

Condutibilidade trmica: O alumnio possui condutibilidade trmica 4,5 vezes

maior que a do ao.

Refletividade: O alumnio tem uma refletividade acima de 80%, a qual permite

ampla utilizao em luminrias.

Propriedade anti-magntica: Por no ser magntico, o alumnio frequentemente

utilizado como proteo em equipamentos eletrnicos. Alm disso, o metal no

produz fascas, o que uma caracterstica muito importante para garantir sua

utilizao na estocagem de substncias inflamveis ou explosivas, bem como em

caminhes-tanque de transporte de combustveis.

Caracterstica de barreira: O alumnio um importante elemento de barreira

luz, tambm impermevel ao da umidade e do oxignio, tornando a folha

de alumnio um dos materiais mais versteis no mercado de embalagens.

Reciclagem: A caracterstica de ser infinitamente reciclvel, sem perda de suas

propriedades fsico-qumicas uma das principais vantagens do alumnio.

Todas essas caractersticas apresentadas conferem ao alumnio uma extrema

versatilidade. Na maioria das aplicaes, duas ou mais destas caractersticas entram em

jogo, por exemplo: baixo peso combinado com resistncia mecnica; alta resistncia

corroso e elevada condutibilidade trmica.

A tabela a seguir compara as caractersticas dos trs metais mais utilizados pela

sociedade contempornea:

Propriedades fsicas tpicas Alumnio Ao Cobre

Densidade (g/cm) 2,70 7,86 8,96

Temperatura de fuso (C) 660 1500 1083

Mdulo de elasticidade (MPa) 70000 205000 110000

Coeficiente de dilatao trmica (L/C); 23.10-6 11,7.10-6 16,5.10-6

Condutibilidade trmica a 25C (Cal/cm/C) 0,53 0,12 0,94

Condutibilidade eltrica (%IACS) 61 14,5 100

Ligas De Alumnio

Os principais elementos de liga das ligas de alumnio incluem combinaes dos

seguintes elementos:

Cobre (Cu);

Magnsio (Mg);

Silcio (Si);

Mangans (Mn)

Zinco (Zn).

De acordo com o produto, as ligas de alumnio podem ser divididas em dois grupos:

Ligas conformadas ou trabalhadas ligas destinadas fabricao de produtos

semiacabados, como laminados planos (placas, chapas e folhas), laminados no planos

(tarugos, barras e arames) perfis extrudados e componentes forjados.

Ligas fundidas ligas destinadas a fabricao de componentes fundidos.

Somando-se as ligas conformadas e as ligas fundidas, existem mais de 600 ligas

reconhecidas industrialmente.

Estes dois grupos se subdividem em:

Ligas No-Tratveis - no so endurecidas por meio de tratamento trmico

Ligas tratveis termicamente So endurecidas por meio de tratamentos

trmicos.

importante destacar que termo tratamento trmico , no seu sentido mais amplo,

qualquer operao de aquecimento ou resfriamento realizada para modificar as

propriedades mecnicas, estrutura metalrgica ou estado te tenses internas de um

produto metlico. Nas ligas de alumnio, o tratamento trmico restrito a operaes

especficas utilizadas para aumentar a resistncia e dureza de ligas endurecveis por

precipitao (conformadas ou fundidas).

Ligas

O alumnio fundido dissolve outros metais e substncias metaloides como o silcio (que

atua como metal). Quando o alumnio se resfria e se solidifica, alguns dos constituintes

da liga podem ser retidos em soluo slida. Isto faz com que a estrutura atmica do

metal se torne mais rgida. Os tomos podem ser visualizados como sendo arranjados

em uma rede cristalina regular formando molculas de tamanhos diferentes daqueles do

elemento de liga principal. A principal funo das ligas de alumnio aumentar a

resistncia mecnica sem prejudicar as outras propriedades. Assim, novas ligas tm sido

desenvolvidas combinando as propriedades adequadas a aplicaes especficas. O metal quente pode manter mais elementos de liga em soluo slida do que quando frio.

Consequentemente, quando resfriado, ele tende a precipitar o excesso dos elementos de

liga da soluo. Este precipitado pode ser na forma de partculas duras, consistindo de

compostos intermetlicos, tais como: CuAl2 ou Mg2Si. Estes agregados de tomos

metlicos tornam a rede cristalina ainda mais rgida e endurecem a liga.

A descoberta do "envelhecimento" das ligas que contm magnsio e silcio conduziu ao

desenvolvimento das principais ligas estruturais utilizadas hoje na engenharia. Este foi

um trabalho pioneiro no campo das ligas de alumnio-magnsio, amplamente utilizadas

atualmente na indstria naval.

Outro importante emprego do alumnio sua utilizao nas ligas de fundio, que

permitem um maior aproveitamento das sucatas de avies.

Elementos de liga

Um dos aspectos que tornam as ligas de alumnio to atraentes como materiais de

construo mecnica o fato do alumnio poder combinar-se com a maioria dos metais

de engenharia, chamados de elementos de liga. Com essas associaes, possvel obter

caractersticas tecnolgicas ajustadas de acordo com a aplicao do produto final. Mas

para isso, preciso conhecer bem as vantagens e limitaes de cada elemento para fazer

a melhor seleo.

O grande alcance das ligas oferece indstria uma grande variedade de combinaes de

resistncia mecnica, resistncia corroso e ao ataque de substncias qumicas,

condutibilidade eltrica, usinabilidade, ductibilidade, formabilidade, entre outros

benefcios.

A funo de cada elemento da liga se altera de acordo com a quantidade dos elementos

presentes na liga e com a sua interao com outros elementos. Em geral, podemos

dividir os elementos entre: - Elementos que conferem liga a sua caracterstica

principal (resistncia mecnica, resistncia corroso, fluidez no preenchimento de

moldes, etc.);

- Elementos que tm funo acessria, como o controle de microestrutura, de impurezas

e traos que prejudicam a fabricao ou a aplicao do produto, os quais devem ser

controlados no seu teor mximo.

Principais grupos de ligas trabalhveis

Ligas da srie 3XXX: Uma das mais utilizadas. Sua conformabilidade e a resistncia

corroso so similares s do alumnio comercialmente puro (ligas da srie 1XXX), com

propriedades mecnicas um pouco maiores, particularmente quando deformadas a frio.

Ligas da srie 5XXX: So as mais resistentes. Esto disponveis em vrios formatos,

como lminas, chapas, perfis, tubos, arames, etc. Elas tambm possuem elevada

resistncia corroso e so facilmente produzidas e soldadas.

Ligas tratadas termicamente de mdia resistncia:Contm magnsio e silcio (ligas

da srie 6XXX) e possuem elevada resistncia corroso, mas perdem um pouco da sua

capacidade de serem trabalhadas (o que, em sees estruturais retas, muito difundidas

em aplicaes estruturais, irrelevante).

Ligas tratadas termicamente de elevada resistncia: Tm no cobre (srie 2XXX) ou

zinco (srie 7XXX) os principais elementos de liga. So to resistentes quanto o ao

estrutural, mas necessitam de proteo superficial. Estas ligas so utilizadas quando o

fator resistncia/peso for o principal, como na aviao.

Ligas de Fundio

Diferentemente dos materiais trabalhveis, que esto sujeitos a uma variao dos

processos de aquecimento e de resfriamento, as ligas de fundio, cuja composio

qumica obedece a Norma ABNT NBR15975, adquirem suas propriedades na condio

de fundida (em alguns casos, com tratamento trmico) e, consequentemente, um grupo

diferente de ligas tem sido formulado para a produo de peas fundidas.

As ligas empregadas nas aplicaes gerais de engenharia frequentemente contm silcio

para melhorar suas caractersticas de fundio, tais como fluidez (no vazamento) e

resistncia a trincas de contrao (quando o metal quente se solidifica e se contrai).

O cobre tambm frequentemente utilizado como um elemento de liga, para

proporcionar s propriedades mecnicas maior dureza e resistncia exigidas em servio.

As ligas alumnio-magnsio apresentam maiores problemas na fundio, mas possuem

boa resistncia e ductilidade. Elas so amplamente utilizadas, particularmente em

ambientes agressivos, como, por exemplo, em peas e acessrios de navios.

Uma pequena proporo de magnsio tambm est presente em algumas ligas em

conjunto com silcio para tornar a liga mais suscetvel a tratamentos trmicos.

Referencias

http://www.abal.org.br/aluminio/localizacao-da-industria/

http://www.dalmolim.com.br/educacao/materiais/biblimat/aluminioconf.pdf