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LIGAS DE ALUMÍNIO: FABRICAÇÃO DE PERFIS DE ESQUADRIAS

Atualizado: 23 de jan.

Especialistas apontam as principais características e curiosidades sobre a fabricação de ligas de alumínio


*Por Emanuelle Ormiga, sob supervisão do profissional habilitado Tom Ceravolo


Reprodução: Blog ASM Engenharia

Para Denise Veiga, gerente da área técnica da Associação Brasileira do Alumínio (Abal), e José Carlos G. Noronha, consultor mercadológico, as características e benefícios das ligas de alumínio para a produção de perfis, aplicados na fabricação de esquadrias de alumínio, são as seguintes:


  1. O alumínio é um material leve, sua densidade é cerca de um terço da densidade do aço;

  2. Possui baixo impacto ambiental devido ao fato de ser infinitamente reciclável sem perda de propriedades;

  3. Apresenta valor estrutural devido à alta resistência mecânica, além de ser durável, apresentando alta resistência à corrosão e mantendo boa aparência ao longo do tempo quando aliado às boas condições de manutenção;

  4. Aceita uma infinidade de tratamentos superficiais, com cores e texturas variadas, incluindo aquelas com efeito madeira. Sua fácil conformação permite a fabricação de perfis de geometrias mais complexas, otimizando processos e dando liberdade para projetos;

  5. Contribui para a eficiência energética da edificação devido ao alumínio ser um ótimo refletor de luz e calor;

  6. Atua como barreira, sendo impermeável à luz, oxigênio, odor, umidade, dentre outros agentes externos, protegendo a edificação de infiltrações e intempéries;

  7. Não é inflamável, nem combustível, contribuindo para a segurança contra incêndio das edificações.

Denise menciona que, para garantir a fabricação de portas e janelas de correr de alumínio com desempenho e durabilidade satisfatória aos consumidores, foi implementado, em 2017, o Programa Setorial da Qualidade (PSQ) de Portas e Janelas de Correr de Alumínio, meio de ação conjunta da Abal e da Associação Nacional de Fabricantes de Esquadrias de Alumínio (Afeal). “O programa abrange todo o setor e visa combater os produtos fora dos padrões da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), evitando que o consumidor leve para casa um produto de qualidade duvidosa”, explica.


RECICLAGEM: A SUCATA PODE SE TRANSFORMAR EM PERFIS?


De acordo com os especialistas, não existem restrições de aplicações para o uso de alumínio reciclado. “Isso ocorre devido à manutenção das propriedades do metal ao ser reciclado, porém, é necessário atenção para a concentração de elementos de liga que se deseja obter na nova aplicação após a reciclagem”, afirma Denise.


As ligas de alumínio trabalháveis, isto é, as ligas que são utilizadas em processos de conformação mecânica, se dividem em famílias. Cada uma requer adições e restrições para determinados elementos de forma a possibilitar as características metalúrgicas que conferem suas propriedades durante a aplicação final.


Para se reciclar um determinado produto de alumínio, o metal passa por processo de fusão, sendo possível ajustes na composição química, mediante a adição de elementos quando se deseja concentrações maiores, ou diluição de elementos quando se deseja concentrações menores, normalmente a partir da adição de alumínio comercialmente puro da família 1xxx.


As ligas de alumínio utilizadas para a fabricação de esquadrias são as da família 6xxx, como 6060 e 6063, cujos principais elementos de liga são magnésio e silício, explica Noronha. “Desta forma, não é interessante a reciclagem de produtos fabricados em ligas que apresentam concentrações muito elevadas de outros elementos para a fabricação de esquadrias de alumínio, devido à alta diluição que seria necessária nestes casos”, completa Denise.


A gerente acrescenta que o alumínio é amplamente utilizado em utensílios domésticos, pois somado a outras características importantes à aplicação, apresenta excelente condutibilidade térmica, distribuindo o calor de maneira uniforme e, assim, proporcionando cozimento muito mais homogêneo do alimento.


Quanto menor a concentração de elementos de liga presentes em uma determinada liga de alumínio, maior será a condutibilidade. É por essa razão que panelas, frigideiras e assadeiras são muitas vezes fabricadas em ligas de alumínio comercialmente puras da família 1xxx, sendo, nestes casos, suas sucatas adequadas para a fabricação de muitos produtos de alumínio após a reciclagem, incluindo as esquadrias. “Caso os utensílios em questão sejam fabricados em outras ligas de alumínio, é necessário análise da viabilidade de correções de composição química caso a caso”, finaliza Denise.


PRINCIPAIS ETAPAS DESDE A ALUMINA ATÉ A TRANSIÇÃO PARA A LIGA


O alumínio é obtido a partir do minério bauxita, de coloração terrosa avermelhada, tipicamente encontrado em regiões de clima tropical e subtropical. Cerca de 30% da composição da bauxita consiste em óxido de alumínio (Al2O3), também chamado de alumina. Este óxido é obtido a partir do beneficiamento da bauxita pelo processo Bayer: processo químico complexo que separa a alumina da bauxita a partir de sua diluição em soda cáustica. A alumina então é direcionada para redução do alumínio metálico pelo processo Hall-Héroult, em que por eletrólise ocorre a liberação do oxigênio obtendo-se o alumínio primário.


A partir do alumínio primário, diversas ligas trabalháveis e para fundição podem ser fabricadas. Basta a adição dos elementos de liga desejados para a composição química da liga em questão. Nesta etapa também pode ser utilizado o alumínio secundário, isto é, aquele obtido a partir da reciclagem de produtos pré e pós-consumo pelo usuário final.

Depois, o metal é solidificado em diferentes formatos, obtendo-se peças fundidas ou produtos semitransformados (placas, tarugos, chapas, etc) que serão posteriormente conformados mecanicamente para a obtenção do produto desejado. As propriedades mecânicas das ligas de alumínio são resultado da composição química somada ao histórico de processamento mecânico e tratamentos térmicos aplicados, quando pertinente.


Noronha acrescenta que o alumínio metálico é conduzido aos equipamentos de fundição gerando os lingotes para as fundições de peças, os tarugos para a extrusão de perfis de alumínio, as placas e bobinas fundidas para a laminação de chapas, e os vergalhões Properzi para trefilação de fios de alumínio e depois encordoados em cabos de alumínio.


DIFERENÇAS NO PROCESSO E NAS MÁQUINAS


Denise afirma que as panelas de alumínio fundido, as panelas de alumínio laminado e os perfis extrudados de alumínio são fabricados a partir de rotas de processamento bastante diferentes entre si. “Após a obtenção do alumínio líquido, seja ele primário ou secundário, as etapas subsequentes são as apresentadas abaixo, de forma bastante resumida, para cada um desses produtos mencionados”.


- Perfis extrudados de alumínio: O alumínio líquido é solidificado em tarugo, tipicamente em processo de lingotamento conhecido como DC (Direct Chill), no qual o metal líquido entra em contato com um molde resfriado circular que atribui a forma cilíndrica maciça deste produto semitransformado. Esses tarugos são seccionados, aquecidos e colocados em uma máquina chamada extrusora, que provoca a passagem forçada do tarugo de alumínio em estado sólido por um pistão contra uma matriz que atribui o formato da seção transversal desejada do perfil;


- Panelas de alumínio laminado: O alumínio líquido é solidificado em placas a partir de processo bastante similar ao utilizado para a fabricação de tarugos, sendo que o molde resfriado é retangular, atribuindo esta mesma seção transversal às placas. Posteriormente, o processo de laminação consiste na passagem da placa entre cilindros metálicos para reduzir por compressão a espessura do material transformando-o em chapas. Elas são cortadas em discos e passam por processo de conformação mecânica, tipicamente estampagem profunda, até atingirem o formato final do utensílio;


- Panelas de alumínio fundido: O alumínio líquido é solidificado diretamente em formato bastante próximo ao do produto acabado em um molde metálico ou de areia. Depois é realizado processo de usinagem para dar acabamento.


“O resultado do extenso processo da transformação da alumina para que chegue aos perfis de alumínio na indústria de esquadrias, trará vários benefícios para as janelas, portas e fachadas, tais como: leveza, durabilidade, funcionalidade, desempenho, estética valorizada, excelente relação de custo-benefício, e material 100% reciclável”, finaliza Noronha.


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