Estudo do Reaproveitamento da liga de alumínio aeronáutica 7075 T6 pela rota da metalurgia do pó utilizando de moagem de alta energia.

Abstract

O processamento da bauxita para obtenção de Alumínio demanda grande quantidade de energia, o que torna a reciclagem deste metal importante para o campo industrial. A reciclagem envolve insumos energéticos até 95% menores do que os requeridos para a obtenção do alumínio primário. Os processos de reciclagem convencionais, que envolvem fusão da sucata apresentam restrições no processamento das ligas, levam à volatilização de elementos de liga durante a fusão e empobrecimento da liga e perdas de até 40% devido a oxidação. Entre as ligas de alumínio, as ligas de Al-Zn-Mg-Cu (série 7xxx) apresentam maior resistência em relação ao seu peso. Para a fabricação de peças acabadas o processo mais utilizado é usinagem, gerando grande quantidade de cavacos. Uma estratégia seria o processamento destes cavacos no estado sólido, para que não haja perda das propriedades da liga. A rota de processamento baseada na metalurgia do pó utilizando moagem de alta energia, que envolve as etapas de moagem, prensagem e posterior sinterização obtém se produtos acabados com mínima produção de resíduos. As principais variáveis destes processos foram: rotação, tempo, relação massa/esfera, para a moagem e força de compressão, tempo e temperatura de sinterização para o processo de densificação. Estas variáveis influenciam diretamente no produto final e devem ser levadas em consideração a fim de se obter resultados reprodutíveis, para análise destas variáveis foi utilizado a técnica de projeto e analise de experimento. Portanto, este trabalho tem por objetivo o reaproveitamento dos cavacos de alumínio 7075T6 utilizando moagem de alta energia para a produção de um compósito, com adição de carbetos (vanádio e nióbio). O planejamento fatorial completo com um experimento de 2ᵏ foi utilizado para verificar a influência dos parâmetros de moagem e de densificação. A sedigrafia a laser e a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram utilizadas para análise do tamanho e morfologia das partículas. Para avaliação da área superficial foi utilizado BET. Análise Térmica Diferencial (DTA) foi utilizada para avaliar transformações microestruturais. Ensaios mecânicos de dureza HRB, microdureza HV e compressão foram realizados a fim de determinar as propriedades mecânicas do compósito. Os resultados mostram que com a adição de carbetos vanádio (VC) no processo de moagem houve uma redução de 96% no tamanho médio de partícula em comparação com o material sem adição de carbetos. As analises estatísticas revelaram que o fator tempo é o de maior influência no processo de moagem, seguido pela porcentagem de carbetos e a relação de massa esfera, e para a sinterização a temperatura. O compósito apresentou uma porosidade de 8%, sendo que a densidade foi de 95% em relação ao material fundido, a dureza de 72,6HRB e o limite elástico de 171,62 MPa e tensão de escoamento de 196,55 MPa. A partir da análise das propriedades foi verificado que este método é viável, tornando-se uma rota alternativa para o reaproveitamento dos resíduos do alumínio 7075 obtidos por usinagem.