Este trabalho pretende, na visão de novas tecnologias, discutir o processo de forjamento das ligas de alumínio (ABNT 6061), buscando propor uma metodologia baseada na ciência da engenharia. Deseja-se minimizar os procedimentos de tentativa e erro no desenvolvimento de processos de conformação. Para tanto, novas tecnologias disponíveis atualmente, tais como o Projeto Assistido por Computador (CAD), a Fabricação Assistida por Computador (CAM) e a Simulação do Processo (CAE) são empregadas. Resultados experimentais mostrando o comportamento da liga ABNT 6061 através das curvas de escoamento bem como o estabelecimento da condição do atrito no processo de conformação, avaliando dois lubrificantes comerciais disponíveis (Deltaforge 31 e Oildag) para aplicações nas ligas de alumínio, são reportados neste trabalho. A comparação dos resultados obtidos de um experimento prático de forjamento com a simulação pelo “Método dos Elementos Finitos” usando o código “QForm” é apresentada para uma peça de simetria axial em liga de alumínio. Finalmente, os resultados obtidos no forjamento de um componente automotivo em liga de alumínio (ABNT 6061), desenvolvido em parceria com a empresa Dana, são analisados e comparados com as simulações computacionais realizadas usando o código “Superforge”. / This work intends, on the view of new technologies, to discuss the forging process of aluminum alloys (ABNT 6061) and aims at proposing a methodology based on the engineering science. It is desired to minimize trial and error procedures in the development of forming processes. For such, new technologies available today, such as Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Manufacturing (CAM) and Computer Aided Engineering (CAE) are employed. Experimental results showing the behaviour of an ABNT 6061 through flow curves as well as the establishment of friction conditions in the forming process by evaluating two commercially-available lubricants (c.e., Deltaforge 31 and Oildag) for aluminum alloys applications are reported in this work. A comparision of the results obtained from a forging experiment with finite element method (F.E.M.) simulations using “QForm” code is presented for an axially-simmetric part made of aluminum alloy. Finally, forging results of an automotive component made of an aluminum alloy (ABNT 6061) developed in partnership with DANA, area analyzed and compared to F.E.M. computational simulations obtained through the SuperForge software.

Em síntese, este trabalho consta da comparação feita entre os métodos de vazamento convencional do processo de fundição de precisão com o método de vazamento contra gravidade, aplicado ao mesmo processo de fundição. No método de vazamento contra gravidade foi intejado ar comprimido como elemento pressurizador e foi usado um forno de fusão hermético. O metal usado nos experimentos foi a liga de alumínio, denominada 356, que possui o silício e o magnésio como elementos de adição. Para comparação dos métodos foram fundidos três grupos distintos de corpos de prova. Um pelo método convencional e os outros dois pelo método contra gravidade, sendo que, para estes foram usadas duas pressões, uma de 1Kgf/cm2 e outra de 2Kgf/cm2. Para cada um destes grupos foram usadas temperaturas de 200°C e 300°C para os moldes. Foi feita ainda uma variação para a temperatura de vazamento da liga, que foi estipulada em 650, 700, 750 e 800°C. Após a obtenção dos corpos de prova, estes foram submetidos a uma bateria de testes que incluiu resistência à tração, dureza Brinell, densidade, nível de porosidade e avaliação do processo de enchimento dos moldes, que forneceram subsídios para a avaliação da eficiência de cada método. Comparando-se os resultados dos testes, pode-se concluir que o método de vazamento contra gravidade teve um melhor "desempenho" quando comparado com os resultados do método convencional. / This work consists in a comparison between the conventional pouring method, with the counter gravity pouring method, for the investment casting process. In the counter gravity method compressed air was used as the pressurized element and a hermetic melting furnace. The metal was the aluminum alloy 356, with silicon and magnesium as the additive element. Three differents test specimen groups were melted: one by the conventional method and the others by the counter gravity method, using pressure of 1Kgf/cm2 and 2Kgf/cm2. Mould pouring temperature of 200 and 300°C in 650, 700, 750 and were used. The test specimen were submited to tensile strenght Brinell hardness, density, porosity level tests and the moulds filling process valuation. Comparing the results, it was concluded that the counter gravity pouring method presented a better performance than the conventional method.

Tese de mestrado. Engenharia de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Centro de Projecção Térmica, Universidade de Barcelona. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Materiais, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Mário A. Barbosa

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Metalúrgica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Mário A. Barbosa

Dissertation presentée pour obtenir le grade scientific de Docteur en Sciences Appliquées, à l'Universite de l'Etat a Gand

Neste trabalho, procurou-se investigar a fundição de peças metálicas pelo método de sucção em câmara de vácuo, bem como, estudar características e propriedades de discos de alumínio obtidos por este processo. Experiências foram realizadas com o propósito de obter informações acerca dos parâmetros que devem ser seguidos na operação do equipamento de sucção e sobre a influência de variáveis importantes, corno o grau de superaquecimento, a temperatura inicial da coquilha, a taxa de aspiração e o tipo de liga, nas propriedades das pecas produzidas. Nas condições de realização dos testes de vazamento por aspiracao em câmara de vácuo, os resultados obtidos foram satisfatórios, permitindo a produção de petas com e. sanidade de sejada. Quanto às propriedades dos discos obtidos por aspiração em coquilha, verificou-se ser a estrutura macrográfica do tipo colunar e bi-partida nos degraus. Além disso, comprovou-se a influência das variáveis anteriormente citadas sobre o nível de fluidez. Finalmente, pode-se concluir ser possível a obtenção de discos com espessuras variando de 0,5 a 0,8 mm, quando se usa moldes metálicos pré-aquecidos. / The aim of this work was to study the production of aluminum parts by the counter gravity casting method. The study covers the aspects of the process, like the construction of a vacuum system and the solidifica ti on properties of aluminum(fluidity), as a function of the process parameters. The conclusions show that it is possible to obtain very thin aluminum disks with thickness ranging from 0,5 mm to O, 8 mm, Vlhen using pre-heated metalic molds. It also shows an increase in fluidity in aluminum alloys with the increase of mold temperature, s u perheating degree and aspiration rate.