A obtenção de ligas metálicas em forma de pasta, com propriedades tixotrópicas apropriadas para serem utilizadas em processos de tixoconformação, pode ser realizada através de vários processos metalúrgicos. Destacam-se os processos de reofundidos obtidos a partir do líquido com a agitação mecânica do banho, ao longo da solidificação. Esses processos utilizam-se de rotores e propulsores, agitação mecânica usando o processo de duplo-parafuso e a agitação magneto hidrodinâmica. Outros procedimentos para a obtenção de pastas reofundidas a partir do líquido são o processo SCR (Shearing Cooling Roll), refino químico, ultra-som, processo spray, a nova reofundição NCR (New Rheocasting) e a reofundição elementar. As estruturas tixofundidas são obtidas a partir do metal sólido no qual, utiliza-se a refusão parcial de estruturas dendríticas, a fusão parcial de estruturas dendríticas deformadas (SIMA) e a fusão parcial sob pressão de estruturas dendríticas. No Trabalho em questão foram estudados os dois métodos para a obtenção de estruturas com propriedades tixotrópicas (Reofundição e Tixofundição). O primeiro processo explorado foi a agitação mecânica da liga AA7075 em seu estado semi-sólido, através de uma haste propulsora com pás recobertas por carbeto de cromo e contida em um cadinho especial de grafite. O segundo, foi a aplicação de tratamento isotérmico usando diversos patamares de tempos de aplicação e temperaturas. Este processo foi realizado por aquecimento indutivo na mesma liga AA7075, deformada anteriormente por extrusão direta. As microestruturas foram caracterizadas através dos diâmetros e formas dos glóbulos, utilizando o fator de forma específico em um programa de análise de imagens.

A obtenção de ligas metálicas em forma de pasta, com propriedades tixotrópicas apropriadas para serem utilizadas em processos de tixoconformação, pode ser realizada através de vários processos metalúrgicos. Destacam-se os processos de reofundidos obtidos a partir do líquido com a agitação mecânica do banho, ao longo da solidificação. Esses processos utilizam-se de rotores e propulsores, agitação mecânica usando o processo de duplo-parafuso e a agitação magneto hidrodinâmica. Outros procedimentos para a obtenção de pastas reofundidas a partir do líquido são o processo SCR (Shearing Cooling Roll), refino químico, ultra-som, processo spray, a nova reofundição NCR (New Rheocasting) e a reofundição elementar. As estruturas tixofundidas são obtidas a partir do metal sólido no qual, utiliza-se a refusão parcial de estruturas dendríticas, a fusão parcial de estruturas dendríticas deformadas (SIMA) e a fusão parcial sob pressão de estruturas dendríticas. No Trabalho em questão foram estudados os dois métodos para a obtenção de estruturas com propriedades tixotrópicas (Reofundição e Tixofundição). O primeiro processo explorado foi a agitação mecânica da liga AA7075 em seu estado semi-sólido, através de uma haste propulsora com pás recobertas por carbeto de cromo e contida em um cadinho especial de grafite. O segundo, foi a aplicação de tratamento isotérmico usando diversos patamares de tempos de aplicação e temperaturas. Este processo foi realizado por aquecimento indutivo na mesma liga AA7075, deformada anteriormente por extrusão direta. As microestruturas foram caracterizadas através dos diâmetros e formas dos glóbulos, utilizando o fator de forma específico em um programa de análise de imagens.

A obtenção de ligas metálicas em forma de pasta, com propriedades tixotrópicas apropriadas para serem utilizadas em processos de tixoconformação, pode ser realizada através de vários processos metalúrgicos. Destacam-se os processos de reofundidos obtidos a partir do líquido com a agitação mecânica do banho, ao longo da solidificação. Esses processos utilizam-se de rotores e propulsores, agitação mecânica usando o processo de duplo-parafuso e a agitação magneto hidrodinâmica. Outros procedimentos para a obtenção de pastas reofundidas a partir do líquido são o processo SCR (Shearing Cooling Roll), refino químico, ultra-som, processo spray, a nova reofundição NCR (New Rheocasting) e a reofundição elementar. As estruturas tixofundidas são obtidas a partir do metal sólido no qual, utiliza-se a refusão parcial de estruturas dendríticas, a fusão parcial de estruturas dendríticas deformadas (SIMA) e a fusão parcial sob pressão de estruturas dendríticas. No Trabalho em questão foram estudados os dois métodos para a obtenção de estruturas com propriedades tixotrópicas (Reofundição e Tixofundição). O primeiro processo explorado foi a agitação mecânica da liga AA7075 em seu estado semi-sólido, através de uma haste propulsora com pás recobertas por carbeto de cromo e contida em um cadinho especial de grafite. O segundo, foi a aplicação de tratamento isotérmico usando diversos patamares de tempos de aplicação e temperaturas. Este processo foi realizado por aquecimento indutivo na mesma liga AA7075, deformada anteriormente por extrusão direta. As microestruturas foram caracterizadas através dos diâmetros e formas dos glóbulos, utilizando o fator de forma específico em um programa de análise de imagens.

Este trabalho descreve o método de fabricação de uma liga de alumínio de alta performance visando aplicações a temperaturas elevadas. A composição química básica da liga é : AI -12°/o Si - 5% Ferro ... ' O processo de manufatura empregado para a liga é o de Mechanical Alloying (M.A.). Esse processo utiliza energia através do impacto do meio de moagem (esferas e braços impulsores) com a massa do pó usada para produzir a liga. Envolve mecanismos de fratura e soldagem de partículas até a obtenção de estruturas refinadas, estruturas endurecidas por dispersão, es truturas amorfas e estruturas nanocris talinas, entre ou tras. Esse processo é largamente utilizado em países desenvolvidos. É compatível com os processos modernos de fabricação de pós, como os de solidificação rápida (S.R), Reactio11 1Vlilfitrg (R.M.) ou o método Osprey. É descrito o processo M.A., e são apresentados alguns métodos de caracterização de ligas como análise de distribuição granulométrica, análise de gás residual, densidade aparente, cu rvas de compressibilidade, análise superficial específica (B.E.T.) e análise de difração de Raios-X. São apresentados métodos de consolidação de pós obtidos por VL lechanical Allo_ying, incluindo compactação à frio, sinterização com desgaseificação e forjamento à quente. Apresenta-se uma análise das propriedades de resistência ao escoamento obtidas. É feita uma comparação com as propriedades citadas na literatura para ligas manufaturadas através de métodos convencionais de fabricação (tecnologia do lingote) e para ligas obtidas por outros processos que envol vem a metalurgia do pó.

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

Este trabalho descreve o método de fabricação de uma liga de alumínio de alta performance visando aplicações a temperaturas elevadas. A composição química básica da liga é : AI -12°/o Si - 5% Ferro ... ' O processo de manufatura empregado para a liga é o de Mechanical Alloying (M.A.). Esse processo utiliza energia através do impacto do meio de moagem (esferas e braços impulsores) com a massa do pó usada para produzir a liga. Envolve mecanismos de fratura e soldagem de partículas até a obtenção de estruturas refinadas, estruturas endurecidas por dispersão, es truturas amorfas e estruturas nanocris talinas, entre ou tras. Esse processo é largamente utilizado em países desenvolvidos. É compatível com os processos modernos de fabricação de pós, como os de solidificação rápida (S.R), Reactio11 1Vlilfitrg (R.M.) ou o método Osprey. É descrito o processo M.A., e são apresentados alguns métodos de caracterização de ligas como análise de distribuição granulométrica, análise de gás residual, densidade aparente, cu rvas de compressibilidade, análise superficial específica (B.E.T.) e análise de difração de Raios-X. São apresentados métodos de consolidação de pós obtidos por VL lechanical Allo_ying, incluindo compactação à frio, sinterização com desgaseificação e forjamento à quente. Apresenta-se uma análise das propriedades de resistência ao escoamento obtidas. É feita uma comparação com as propriedades citadas na literatura para ligas manufaturadas através de métodos convencionais de fabricação (tecnologia do lingote) e para ligas obtidas por outros processos que envol vem a metalurgia do pó.

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.

A formação interna da estrutura de uma peça fundida deve determinar as características mecânicas dessa peça, quando em serviço. Dessa forma, torna-se fundamental conhecer e parametrizar os elementos que influem na formação da estrutura do componente sólido, para o desenvolvimento adequado de sistemas de solidificação que permitam conduzir a melhoria da qualidade de uma peça no processo de solidificação. Modelos numéricos podem ser empregados para a determinação da formação estrutural, entretanto estes devem ser aferidos adequadamente para garantir sua aplicabilidade. No trabalho em questão, desenvolveu-se uma metodologia que permitiu a aferição de um modelo numérico para a previsão das condições de resfriamento de ligas de alumínio. Elaborou-se um conjunto de coquilhas e moldes que permitiram o acoplamento e verificação da estrutura formada na solidificação em diferentes situações de resfriamento, observando principalmente a direção de extração de calor e a taxa de resfriamento associada. O modelo numérico aplicado respondeu coerentemente aos resultados obtidos permitindo a previsão da estrutura solidificada pela observação dos resultados de evolução das isotermas solidus e liquidus no interior dos sistemas.