Laboratório de Materiais do Centro Universitário da FEI
http://www.fei.edu.br/mecanica/me541/LabMat.htm
Reciclagem de alumínio utilizado
em aulas no LabMat-FEI
JONATHAS ALBERTO RIBEIRO ABDOU
e-mail: [email protected]
Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco
Departamento de Engenharia Mecânica - UniFEI
e-mail: [email protected]
Resultados e discussão
Este projeto procura definir os procedimentos aplicados para a
classificação de matérias primas e sucatas de alumínio no Laboratório
de Materiais da FEI, além de verificar a possibilidade de refusão e
laminação a frio de ligas Al-Cu, e analisar o método de obtenção de
corpos-de-prova de tração por fundição de ligas Al-Si.
Tendo a composição química real dos materiais, determinou-se
suas especificações:
B
AAxxxx
AA7175
A01
C
AAxxxx
B01 e B02
AA7475
F
AAxxxx
N°1 e N°3
AA413.1
H
AAxxxx
Materiais e métodos
F
H c)
Liga a processar
703,7
% Massa dos elementos
Al
Si
Fe
Cu
Mn
96,72
97,1
96,92
97,1
85,89
86,00
89,52
89,75
89,67
0,00
0,37
0,08
0,35
0,42
11,50
12,20
0,15
0,07
0,07
0,00
0,25
0,31
0,25
0,23
0,65
0,57
0,20
0,02
0,01
0,00
0,80
0,79
0,82
0,80
0,90
0,40
1,60
1,61
1,63
100
0,14
0,10
0,14
0,14
0,11
0,27
0,10
0,00
0,00
0,00
0,15 0,016 0,19
0,10 0,02 0,15
0,15 0,02 0,20
0,14 0,02 0,19
0,04 0,02 0,05
0,08 0,02 0,03
2,50 0,23 0,00
2,17 0,21 0,008
2,19 0,21 0,005
0,00 0,00 0,00
0,88 0,00 0,08
0,94 0,00 0,07
0,69 0,00 0,08
0,62 0,00 0,07
0,40 0,06 0,00
0,17 0,10 0,00
5,60 0,10 0,00
6,00 0,02 0,00
6,05 0,018 0,00
0,00 0,00 0,00
0,48
0,41
0,46
0,38
0,40
0,16
0,00
0,15
0,15
0,00
94,0
0,25
0,26
4,00
0,12
0,12
0,75
0,38
Mg
Cr
0,02
Ni
0,17
Zn
Ti
0,00
Sn
0,07
Outros
a)
Topo
Base
A. Met.
C
Tipo de
Massa
Liga Utilizada (g)
B
AAxxxx
C
AAxxxx
331,0
F
AAxxxx
H
AAxxxx
350,0
Nº 1 AA413,1
Nº 3 AA413,1
A01 AA7175
B01 AA7475
B02 AA7475
22,7
Cobre puro
Nome
A. Met.
b) B
a)
Para a obtenção de ligas Al-Cu, se fez o uso dos lingotes B e C e
de limalha de cobre. A quantidade de massa utilizada e a composição
química projetada seguem na planilha abaixo:
Teste
de
Laminação
De posse de ligas de alumínio (vide figura.1) na forma de corposde-prova de tração (A01), dois blocos forjados (B01 e B02), quatro
lingotes provenientes de sucata (B,C,F e H) e duas ligas-mãe para
fundição (Nº1 e Nº3), foi realizada sua análise química (através de
espectroscopia atômica), a fim de encontrar, a partir da composição
química real de cada liga, uma especificação compatível às normas da
Aluminum Association
Figura.1
Sucatas
Objetivos
O nome dado ao lingote obtido é CH1.
A01
d)
e)
N°3
N°1
c)
d)
e)
g)
a) Blocos forjados B01 e B02. b)
Lingotes B, C, F e H. c) Corpos de
prova A01 d)liga-mãe para fundição
N°1 e) liga-mãe para fundição N°3
f)
Figura.3: a)Lingote CH1 e a
divisão utilizada para execução
das análises; b)Micrografia da
superfície da base; c)Parte do
meio
da
base;
d)Vazios
encontrados no topo, sem ataque;
e) Vazios encontrados no topo;
f)Parte do meio do topo
g)Macrografia do lingote CH1,
com ataque.
c)
b)
d)
b)
Figura.1
Para que fosse precisa a refusão de ligas Al-Cu e Al-Si, a partir das
ligas que se tem posse, foi elaborada uma planilha eletrônica que controla
a composição química real da liga a ser processada.
A refusão destes materiais será realizada em fornos com capacidade
térmica de 1000°C a 1800°C, e se fará o uso de uma lingoteria para formar
os lingotes de alumínio. Destes serão retiradas amostras para análise
química, a fim de confirmar a reprodutibilidade da composição química da
liga processada segundo a planilha eletrônica, amostras para análise
metalográfica e macrográfica, para estes, serão utilizados ataques com
ácido fluorídrico a 0,5% em água destilada e o reativo de Tucker
respectivamente. E por fim, parte do lingote será laminado, e analisada a
sua dureza antes e depois da laminação
Figura.2
a)
Figura.3
Conclusões
Figura.2
a) Forno Carbolite, capacidade térmica de
1800°C b) Laminador c) microscópio Leica,
análise de microestrutura d) Vista “explodida”
da lingoteira
Para a fundição dos corpos-de-prova de tração, será utilizado o
processo shell-molding, para o qual está sendo montado um sistema de
aquecimento para a cura da mistura areia-resina.
Agradecimentos:
 Aos meus pais, pelo encorajamento e pelo grande apoio que me tem dado.
 Ao Professor Dr. Rodrigo por ter me orientado e acreditado em mim.
 Ao Centro Universitário da FEI pelo patrocínio do projeto e concessão de bolsa de iniciação científica.
 Aos técnicos do LabMat, Marcos O. Gentil, Antônio M. Miron, Romildo de Freitas
 A microestrutura e macroestrutura obtidas são típicas de solidificação,
com vazios de segregação na parte superior do lingote, sugerindo ser
necessária mudança de geometria da lingoteria.
 Após recebimento da análise química real da liga elaborada será
possível concluir se a reciclagem de ligas no LabMat é possível.
Próximas Etapas
Serão realizados a análise química e laminação do lingote CH1.
Quanto a fundição dos corpos-de-prova, será terminado o sistema de
aquecimento para shell-molding, e elaborado o macho para fundição.
Após o uso dos corpos-de-prova em ensaios de tração, será verificado a
possibilidade de reciclagem do mesmo.