| Processo: | 24/06996-5 |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Regular |
| Data de Início da vigência: | 01 de abril de 2025 |
| Data de Término da vigência: | 31 de março de 2028 |
| Área do conhecimento: | Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica |
| Pesquisador responsável: | Eugênio José Zoqui |
| Beneficiário: | Eugênio José Zoqui |
| Instituição Sede: | Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil |
| Município da Instituição Sede: | Campinas |
| Assunto(s): | Fundição Ligas de alumínio Materiais semissólidos Reofundição |
| Palavra(s)-Chave do Pesquisador: | Defeitos de Fundição | Fundição | Injeção sob Pressão | Ligas de alumínio | Materiais semissólidos | Reofundição | Fundição (Reofundição e Tixoconformação) |
Resumo
A injeção sob pressão é o processo de fundição mais utilizado para a produção peças estruturais para o setor metalmecânico. Utiliza ligas com composição eutética e altos teores de ferro, gerando peças com boas propriedades mecânicas, mas com nível porosidade e vazios de contração, relativamente altos, entre 2 e 5 %. O processamento no estado semissólido, (SSM), reduz a quantidade de defeitos para menos de 1 %, ao praticamente eliminar a porosidade, permitindo ainda a utilização de ligas metálicas com baixo teor de ferro, que geralmente possuem melhores propriedades mecânicas, térmicas e elétricas. Destacam-se os processos Reofundição e Tixoconformação, que competem com a fundição e o forjamento à quente. Comercialmente processam-se ligas metálicas dos sistemas Al-Si e Mg-Al. Para as ligas Al-Si o processamento SSM é realizado com a injeção, sob pressão, de uma mistura composta por partículas sólidas de Al-alfa imersas em líquido. Este líquido, em geral, possui composição próxima ao eutético Al-Si. São esses sólidos imersos em líquido, que conferem à massa alta viscosidade gerando-se fluxos laminares, não turbulentos, durante o preenchimento da matriz, eliminando a porosidade, mas não os microvazios de contração. Incluir a funcionalidade na matriz de injeção, convencional ou SSM, visa sanar este problema. Explica-se: trata-se da confecção de matrizes de injeção com atuadores mecânicos que consolidam a solidificação em seu último estágio, ou seja, quando o material já está praticamente sólido (fs > 98 %). Deve-se lembrar que os vazios de contração surgem nos 2 % finais da solidificação. Desta forma tem-se a junção entre a tecnologia SSM, reduzindo a porosidade, e a introdução do conceito de funcionalidade na injeção, reduzindo os microvazios de contração. Para tanto serão testadas ligas metálicas convencionais de fundição (380/384), ligas tradicionais SSM (357, 319) e as novas ligas desenvolvidas e em desenvolvimento Al-Si-(Cu-Mg-Zn) e Al-Ti-(Cu-Mg-Zn-Si). Dois métodos de preparação da massa semissólida foram os escolhidos, GISS, (Gas Induced Semi-Solid), no caso das ligas Al-Si-(Cu-Mg-Zn) e modificação química, para as ligas Al-Ti-(Cu-Mg-Zn-Si). Busca-se a melhor estratégia de produção, sob a ótica da microestrutura, da quantidade de defeitos, das propriedades físicas e mecânicas de interesse, assim como do gasto energético e da sustentabilidade do processo para a indústria nacional. (AU)
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