As ligas de alumínio estão por todo o lado, mas será que conhece os seus segredos? Nesta publicação do blogue, vamos mergulhar no fascinante mundo das ligas de alumínio, explorando as suas propriedades e aplicações únicas. O nosso engenheiro mecânico especialista irá guiá-lo através das oito séries de ligas de alumínio, revelando os seus pontos fortes e fracos e a forma como moldam o nosso mundo moderno. Prepare-se para descobrir as maravilhas ocultas deste metal versátil!
As propriedades únicas do alumínio fazem dele um material versátil no fabrico e produção de metais:
A baixa gravidade específica do alumínio (aproximadamente 2,7 g/cm³, em comparação com 7,85 g/cm³ do aço) resulta numa redução do retorno elástico durante as operações de moldagem, permitindo uma moldagem mais precisa e uma maior exatidão dimensional.
Apesar da sua natureza leve, o alumínio apresenta uma elevada relação resistência/peso. Algumas ligas de alumínio de alta resistência podem igualar ou ultrapassar a resistência específica dos aços de qualidade, oferecendo excelentes propriedades mecânicas com massa reduzida.
A boa plasticidade do alumínio, caracterizada pela sua estrutura cristalina cúbica de face centrada (FCC), facilita a formação de geometrias complexas através de vários processos, como a estampagem profunda, a enformação por estiramento e a hidroformação.
Em comparação com o aço inoxidável, o alumínio é geralmente mais maquinável, com forças de corte mais baixas e melhor formação de aparas. Também possui uma condutividade eléctrica superior (cerca de 60% à do cobre) e uma condutividade térmica (aproximadamente 237 W/m-K), juntamente com uma resistência à corrosão inerente devido à sua camada protetora de óxido.
As modernas tecnologias de tratamento de superfície do alumínio, incluindo anodização, escovagem e jato de areia, melhoraram significativamente o seu aspeto estético e as suas propriedades funcionais. Estes avanços levaram à sua adoção generalizada na eletrónica de consumo, particularmente em invólucros de smartphones e componentes internos.
As ligas de alumínio são classificadas em dois tipos principais com base no seu método de fabrico primário: ligas forjadas (deformadas através de processos como laminagem, extrusão ou forjamento) e ligas fundidas. O sistema de designação de ligas da Associação do Alumínio classifica ainda o alumínio e as suas ligas em oito séries (1xxx a 8xxx), cada uma com elementos de liga distintos e propriedades adaptadas a aplicações específicas.
O Sistema Internacional de Designação de Ligas de Alumínio (vulgarmente conhecido como o sistema de quatro dígitos) é amplamente utilizado na indústria para classificar as ligas de alumínio com base nos seus elementos de liga primários. Este sistema fornece uma referência rápida para as propriedades do material e aplicações típicas:
1XXX: Série de alumínio puro (teor mínimo de alumínio de 99,00%)
2XXX: Série de ligas de alumínio-cobre
3XXX: Série de ligas de alumínio-manganês
4XXX: Série de ligas de alumínio-silício
5XXX: Série de ligas de alumínio e magnésio
6XXX: Série de ligas de alumínio-magnésio-silício
7XXX: Série de liga de alumínio-zinco
8XXX: Ligas de alumínio diversas
De acordo com o método de processamento, a liga de alumínio pode ser dividida em liga de alumínio deformada e alumínio fundido liga de alumínio, e o número de série do alumínio e da liga de alumínio divide-se principalmente em oito séries.
Entre estas séries, a série 1000 tem o teor de alumínio mais elevado, com uma pureza superior a 99,00%. Os dois últimos dígitos da placa de alumínio da série 1000 determinam o teor mínimo de alumínio da série. Por exemplo, os dois últimos dígitos da série 1050 são 50, o que significa que o teor de alumínio deve ser de, pelo menos, 99,5% para cumprir as normas internacionais de designação de marcas.
O alumínio primário tem boas propriedades de conformabilidade e de tratamento de superfície, com excelente resistência à corrosão. No entanto, a sua resistência diminui à medida que a sua pureza aumenta.
| Sistema de liga metálica | Número da liga | Resumo de propriedades dos materiais | |
| JIS | A.A | ||
| Série 1000 | 1060 | 1060 | Como material condutor, a IACS garante o 61%, e o 6061 é utilizado quando é necessária resistência |
| 1085 1080 1070 1050 1030 | 1085 1080 1070 1050 | Entre as ligas de alumínio, a sua resistência à corrosão é a melhor porque é alumínio puro com baixa resistência. | |
| 1100 1200 | 1100 1200 | O alumínio de uso geral com pureza de Al superior a 99,0% é ligeiramente branco após a anodização, o que é o mesmo que o anterior. | |
| 1000 | A resistência é ligeiramente superior a 1100, a formabilidade é boa e as suas propriedades químicas são as mesmas que as de 1100. | ||
Os normalmente utilizados em telemóveis são 1050, 1070, 1080, 1085, 1100, fazem moldagem por extrusão simples (sem dobragem), dos quais 1050 e 1100 podem fazer areia química, brilho, nevoeiro, efeito normal, com linhas de material óbvias e bom efeito de coloração; 1080 e 1085 alumínio especular são frequentemente utilizados para fazer palavra brilhante, efeito de nevoeiro, sem linhas de material óbvias.
A primeira série de alumínio é relativamente macia e é utilizada principalmente para decoração ou decoração de interiores.
Caracteriza-se por uma elevada dureza, mas uma fraca resistência à corrosão, entre as quais o teor de cobre é o mais elevado.
A liga de alumínio da série 2000 representa 2024, 2A16, 2A02.
O teor de cobre da chapa de alumínio da série 2000 é de cerca de 3% a 5%.
As barras de alumínio da série 2000 pertencem à aviação materiais de alumínioque são utilizados como materiais estruturais, mas que, atualmente, não são frequentemente utilizados nas indústrias convencionais.
| Sistema de liga metálica | Número da liga | Resumo das propriedades dos materiais | |
| JIS | A.A | ||
| Série 2000 | 2011 | 2011 | Liga de corte rápido, boa maquinabilidade e elevada resistência, mas a resistência à corrosão é fraca. Quando a resistência à corrosão é necessária, deve ser utilizada a liga da série 6062 |
| 2014 2017 2024 | 2014 2017 2024 | Contendo uma grande quantidade de Cu, a resistência à corrosão é fraca, mas a resistência é elevada, pelo que pode ser utilizada para materiais de construção, podendo também ser utilizados produtos forjados. | |
| 2117 | 2117 | Após o tratamento térmico de solução sólida, é utilizado como material de pregos de dobradiça, que é uma liga para retardar a taxa de envelhecimento à temperatura ambiente. | |
| 2018 2218 | 2018 2218 | Liga para forjar. Boas propriedades de forjamento e resistência a altas temperaturas, por isso | |
| Utilizado para peças forjadas que necessitem de resistência ao calor, com fraca resistência à corrosão. | |||
| 2618 | 2618 | Liga para forjar. A resistência a altas temperaturas é superior, mas a resistência à corrosão é fraca. | |
| 2219 | 2219 | Elevada resistência e características a altas temperaturas, excelente solubilidade, mas fraca resistência à corrosão. | |
| 2025 | 2025 | Boa propriedade de forjamento e alta resistência, mas baixa resistência à corrosão. | |
| 2001 | - | Liga para forjar, tem resistência ao calor e alta resistência, mas a resistência à corrosão não é boa | |
As barras de alumínio da série 3000 são compostas principalmente de manganês.
Os representantes da liga de alumínio da série 3000 são 3003, 3105, 3A21.
O teor de manganês situa-se entre 1,0% e 1,5%, que é uma série com boa função anti-ferrugem.
É frequentemente utilizado como ranhuras e reservatórios para produtos líquidos, peças de construção, ferramentas de construção, todo o tipo de peças de lâmpadas e vários recipientes sob pressão e tubos para processamento de chapas.
Boa formabilidade, solubilidade e resistência à corrosão.
| Sistema de liga metálica | Número da liga | Resumo das propriedades dos materiais | |
| JIS | A.A | ||
| Série 3000 | 3003 3203 | 3003 3203 | A resistência é cerca de 10% superior a 1100, e a formabilidade, solubilidade e resistência à corrosão são boas. |
| 3004 3104 | 3004 3104 | Resistência mais elevada do que o 3003, capacidade de conformação superior e boa resistência à corrosão. | |
| 3005 | 3005 | A resistência é cerca de 20% superior à do 3003, e a resistência à corrosão também é melhor. | |
| 3105 | 3105 | A resistência é ligeiramente superior à do 3003, e outras características são semelhantes às do 3003. | |
Normalmente, o teor de silício situa-se entre 4,5% e 6,0%; quanto mais elevado for o teor de silício, maior será a resistência.
As barras de alumínio da série 4000 representam 4A01, e a série 4000 placas de alumínio pertencem à série com elevado teor de silício.
Menor retração de solidificação, pertencente a materiais de construção, peças mecânicas, materiais de forjamento, materiais de soldadura;
Baixo ponto de fusão, boa resistência à corrosão, resistência ao calor e resistência ao desgaste.
| Sistema de liga metálica | Número da liga | Resumo das propriedades dos materiais | |
| JIS | A.A | ||
| Série 4000 | 4032 | 4032 | Boa resistência ao calor, resistência à abrasão e baixo coeficiente de expansão térmica. |
| 4043 | 4043 | Menos retração de solidificação, tratada com anodização de ácido sulfúrico, apresentando uma cor cinzenta natural. | |
A barra de alumínio da série 5000 pertence à série de placas de alumínio de liga mais utilizada, o elemento principal é o magnésio, o teor de magnésio é entre 3-5%.
A liga de alumínio da série 5000 representa as séries 5052, 5005, 5083, 5A05.
Também pode ser designada por liga de alumínio-magnésio.
As suas principais características são a baixa densidade, a elevada resistência à tração e o elevado alongamento.
Na mesma área, o peso da liga Al-mg é inferior ao de outras séries, pelo que é amplamente utilizada na indústria convencional.
| Sistema de liga metálica | Número da liga | Resumo das propriedades dos materiais | |
| JIS | A.A | ||
| Série 5000 | 5005 | 5005 5050 | A resistência é a mesma que a do 3003, com boa processabilidade, solubilidade e resistência à corrosão. O processamento de modificação após a anodização é bom, o que é compatível com a cor do material de forma 6063. |
| 5052 | 5052 | É a liga mais representativa com resistência média, com boa resistência à corrosão, solubilidade e formabilidade, especialmente elevada resistência à fadiga e boa resistência à água do mar. | |
| 5652 | 5652 | A liga que limita os elementos impuros do 5052 e inibe a separação do peróxido de hidrogénio. As outras propriedades são as mesmas que as do 5052 | |
| 5154 | 5154 | A resistência é cerca de 20% superior à do 5052, e as outras características são as mesmas do 5052 | |
| 5254 | 5254 | A liga que limita os elementos impuros do 5154 e inibe a decomposição do peróxido de hidrogénio tem as mesmas outras propriedades do 5154. | |
| 5454 | 5454 | A resistência é cerca de 20% superior à do 5052, e as suas características são praticamente as mesmas do 5154, mas a sua resistência à corrosão em ambiente agressivo é melhor do que a do 5154. | |
| 5056 | 5056 | Excelente resistência à corrosão, modificação da superfície de corte e de trabalho, boa anodização e tingimento. | |
| 5082 | 5082 | A resistência é semelhante à do 5083, e a formabilidade e a resistência à corrosão são boas. | |
| 5182 | 5182 | A resistência é cerca de 5% superior à do 5082, e as outras características são as mesmas do 5082. | |
| 5083 | 5083 | Liga para construção por fusão. É a liga resistente à corrosão de maior resistência em ligas práticas não tratadas termicamente e é adequada para estruturas de ligação por solução. Boa resistência à água do mar e características de baixa temperatura | |
| 5086 | 5086 | A resistência é superior à do 5154. É uma liga de estrutura de fusão sem tratamento térmico com boa resistência à água do mar. | |
| 5001 | - | A resistência é igual à do 3003, e o tratamento de anodização após o tratamento brilhante pode ter um elevado brilho. Boa formabilidade e resistência à corrosão. | |
| 5002 | Liga para o prego da dobradiça, boa resistência à água do mar | ||
A liga mais utilizada nos telemóveis é a 5052, que é a liga mais representativa com resistência média, boa resistência à corrosão, solubilidade e formabilidade, especialmente elevada resistência à fadiga, boa resistência à água do mar, e é frequentemente utilizada para fabricar produtos com elevada resistência.
Mas o seu efeito de coloração não é o ideal, pelo que é adequado para o processo de jato de areia, não sendo adequado para produtos químicos jato de areiasuperfície de nevoeiro, etc., utilizando principalmente moldagem por fundição, não adequada para moldagem por extrusão.
Alumínio série 6000 A liga representa 6061, que contém principalmente magnésio e silício, pelo que integra as vantagens da série 4000 e da série 5000.
6061 é um produto de forjamento de alumínio tratado a frio, que é adequado para aplicações que requerem alta resistência à corrosão e resistência à oxidação.
Boa usabilidade, revestimento fácil e boa processabilidade.
| Sistema de liga metálica | Número da liga | Resumo das propriedades dos materiais | |
| JIS | A.A | ||
| Série 6000 | 6061 | 6061 | A liga resistente à corrosão tratada termicamente. O tratamento T6 pode ter um valor de resistência muito elevado, mas a resistência da interface de fusão é baixa, pelo que é utilizada para parafusos e parafusos de dobradiça |
| 6001 | A liga de extrusão de resistência média tem a resistência média de 6061 e 6063. Tem boas propriedades de extrusão, estampagem e têmpera. Pode ser utilizada como material de forma de carne fina e grande com formas complexasTem boa resistência à corrosão e à fusão. | ||
| 6063 | 6063 | A liga de extrusão representativa tem uma resistência inferior a 6061 e boa extrudabilidade, podendo ser utilizada como material de forma com secção complexa, com boa resistência à corrosão e tratamento de superfície | |
| 6101 | 6101 | Material condutor de elevada resistência. Garantia ACS 55% | |
| 6151 | 6151 | Possui excelente processabilidade de forjamento, resistência à corrosão e tratamento de superfície, sendo adequado para produtos de forjamento complexos. | |
| 6262 | A liga de corte rápido com resistência à corrosão tem melhor resistência à corrosão e tratamento de superfície do que 2011, e a sua resistência é a mesma que 6061. | ||
6061 e 6063 são utilizados principalmente em telemóveis.
A resistência do 6061 é superior à do 6063.
A moldagem por fundição pode moldar estruturas mais complexas e pode ser utilizada como peças de encaixe, como a tampa da bateria, etc.
Contém principalmente zinco, e a liga de alumínio da série 7000 representa o 7075.
Também pertence à série Aviação.
É uma liga de alumínio, magnésio, zinco e cobre, liga tratável termicamente, liga de alumínio super-resistente e tem boa resistência ao desgaste.
| Sistema de liga metálica | Número da liga | Resumo das propriedades dos materiais | |
| JIS | A.A | ||
| Série 7000 | 7072 | 7072 | O potencial do elétrodo é baixo. É utilizado principalmente para a cobertura anticorrosiva de materiais de couro, sendo também adequado para o dissipador de calor do permutador de calor. |
| 7075 | 7075 | Uma das ligas de alumínio com maior resistência, mas a resistência à corrosão é fraca. O material de revestimento com 7072 pode melhorar a sua resistência à corrosão, mas o custo é maior. | |
| 7050 | 7050 | A liga com propriedades de têmpera melhoradas do 7075 tem boa resistência à fissuração por corrosão sob tensão e é adequada para chapas grossas e produtos forjados | |
| 7001 | A liga para estrutura de soldadura tem alta resistência, e a resistência da peça de soldadura pode ser devolvida à resistência próxima do metal de base quando colocada à temperatura ambiente. A resistência à corrosão também é muito boa. | ||
| 7003 | 7003 | A liga de extrusão para estrutura de fusão tem uma resistência ligeiramente inferior à 7N01, mas tem boa extrudabilidade, podendo ser utilizada como um material de forma grande com carne fina. Outras características são praticamente as mesmas que a 7N01. | |
8011 é normalmente utilizado na liga de alumínio da série 8000, que pertence a outras séries.
A maioria das aplicações são folhas de alumínio, que não são normalmente utilizadas na produção de barras de alumínio.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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