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Desenvolvimento de uma rota alternativa via processamento no estado sólido para a reciclagem da liga de alumínio contendo lítio AA2050

Processo: 14/14854-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2014
Vigência (Término): 31 de março de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia de Transformação
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Kátia Regina Cardoso
Beneficiário:Vanessa Guido
Instituição-sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
Assunto(s):Metalurgia do pó   Reciclagem   Ligas de alumínio   Lítio   Extrusão (conformação mecânica)   Propriedades mecânicas

Resumo

As ligas de alumínio contendo lítio da chamada 3ª geração apresentam grande potencial para aplicações no setor aeronáutico devido a características como menor densidade, maior módulo de elasticidade e resistência à fadiga superior às das ligas das séries 2XXX convencionais e 7XXX. Estas ligas da 3ª geração apresentam ainda resistência à corrosão e tenacidade à fratura, superiores às ligas contendo lítio das 1ª e 2ª gerações. No entanto, a aplicação destas ligas em novos projetos demanda a busca de soluções para alguns aspectos negativos associados ao seu uso como o alto custo e a necessidade de um sistema dedicado de gestão de sobras e cavacos, para fins de reciclagem. Os processos de reciclagem convencionais que envolvem fusão da sucata apresentam restrições no processamento das ligas contendo Li devido à sua alta reatividade com a atmosfera e com os materiais refratários dos fornos, além da sua baixa pressão de vapor que leva à volatilização durante a fusão e empobrecimento da liga. Além disso, a alta toxicidade do vapor de lítio causa impactos negativos no meio ambiente e na saúde das pessoas envolvidas no processo. O presente projeto de pesquisa visa o desenvolvimento de uma rota para a reciclagem de cavacos de ligas de alumínio de grau aeronáutico, alternativa à rota convencional por re-fusão. A rota proposta se baseia na técnica da metalurgia do pó: processos de moagem de alta energia e compactação por extrusão direta a quente. Cavacos da liga de alumínio AA2050 cedidos pela Embraer, contendo cerca de 1% em peso de Li, serão empregados para o desenvolvimento desta rota. Uma rota alternativa baseada em processos totalmente no estado sólido como a que se propõe neste projeto apresenta três importantes apelos. Evita as perdas de até 40% relativas à oxidação, evita perdas de elementos de liga leves e de baixa pressão de vapor, principalmente nas ligas contendo Li cujo vapor traz impactos negativos ao ambiente e à saúde, e possibilita a obtenção de um material com propriedades semelhantes às do material original, e consequentemente de alto valor agregado. Como resultado deste projeto espera-se obter um desenho de processo sustentável e economicamente viável, para a produção de ligas de alumínio de grau aeronáutico, a partir de subprodutos da usinagem de peças de alumínio do próprio setor aeroespacial. Espera-se ainda que esta iniciativa, juntamente com os conhecimentos gerados em termos da metalurgia destas ligas de grau aeronáutico, possa contribuir com o início da participação de empresas nacionais no suprimento de tais ligas para o mercado, difundindo seu uso em outros segmentos do setor de transporte como automobilístico e ferroviário, e do setor energético, a um custo mais atrativo. (AU)