Ligas de Alumínio para Fabricação: Soluções Leves, Duráveis e Versáteis

O alumínio é um dos metais mais usados no mundo, junto com ferro, estanho e cobre. É uma pedra angular de tantos bens e aplicações industriais, e é fácil ver por quê. É leve com densidade muito menor que muitos de seus equivalentes. É durável e um ótimo condutor de calor e eletricidade. Também tem múltiplas ligas que podem receber propriedades muito específicas.

Desenvolvedores de ligas de alumínio revolucionaram a arte de misturá-lo com outros elementos e melhorar as propriedades do material final. Geralmente, o objetivo é melhorar a resistência mantendo as propriedades desejáveis do alumínio, notavelmente sua leveza e resistência à corrosão. No entanto, pode ser assustador acompanhar todas as várias ligas, então esperamos que este guia seja útil para explicar brevemente as básicas, sua composição elementar e seus usos.

Vale notar que as séries 2000, 6000 e 7000 são tratáveis termicamente, enquanto as demais não são. A lista percorrerá as séries de 1000 a 8000 de ligas de alumínio forjado, então é melhor começar pela maior pureza:

Benefícios de Ligas com Alto Teor de Alumínio

Alumínio relativamente puro tem uma gama de usos difíceis de resumir. A série 1000, por exemplo, tem teor mínimo de 99%. Esta alta pureza produz usos interessantes como condutores. Como condutor, pode ser uma boa alternativa ao cobre mesmo para fiação industrial, particularmente a 1350. A principal vantagem sobre o cobre é o peso, tornando-o ideal para muitas linhas de energia. No entanto, a desvantagem da série é sua resistência relativa, embora isso possa ser remediado com uso de revestimento ou encruamento.

Ainda assim, as aplicações das ligas 1000 são muito mais diversas devido à sua maleabilidade. Também é a fonte de folha de alumínio e embalagens de alimentos (geralmente a 1100) devido à sua resistência à corrosão e capacidade de bloquear odores, cheiros e umidade.

No entanto, a série 1000 não fica para trás em aplicações mais duras e intensas. A adição de um pouco de magnésio e lítio (entre outros metais dependendo da liga) torna-a um componente aeroespacial competente, muito como suas ligas irmãs nas séries de números mais altos.

Cobre e Manganês

As séries 2000 e 3000 também ficam acima da faixa de 90%, embora forneçam usos muito diferentes. Cobre é o principal elemento de liga para a primeira, enquanto manganês é o mais crucial para a segunda. As ligas 2000 têm boa resistência e tenacidade, sendo ótimas para aeronaves (especialmente 2024). 3003 é uma liga popular para uso geral devido à sua resistência moderada e alta propensão à trabalhabilidade. Suas aplicações incluem trocadores de calor e utensílios de cozinha. Liga 3004 e suas modificações são usadas nos corpos de latas de refrigerante.

Silício

As ligas da série 4000 apresentam silício como ingrediente central. Quantidades suficientes desta mistura abaixam o ponto de fusão do alumínio, mas têm a vantagem distinta de evitar fragilidade. A série tem grande potencial em arame de solda e ligas de brasagem, que requerem pontos de fusão mais baixos. São ótimas para revestimento, extrusão e construções arquitetônicas.

Magnésio

Magnésio e vários compostos contendo-o são os materiais mais amplamente usados em ligas de alumínio. Esta é uma das razões pelas quais produz efeitos tão variados. Certas ligas na série 5000 não são boas para altas temperaturas, como 5083 (com manganês e cromo), enquanto outras como 5086 são ótimas para soldagem. Ambas as ligas mencionadas são usadas em conjunto para embarcações marítimas. 5052 é amplamente presente em eletrônicos, chapa 5005 anodizada para aplicações arquitetônicas e 5182 faz a tampa de latas de bebida de alumínio.

Siliceto de Magnésio

A série 6000 é mais dura e tenaz como liga de alumínio, ainda leve em comparação com a concorrência. Usada em tudo, desde escadas a estruturas de aviões e caminhões a aplicações aeroespaciais e até smartphones. A série 6000 é até uma ótima fonte de móveis domésticos e de escritório. Esta liga tem certas quantidades de magnésio e silício, formando siliceto de magnésio. É o material mais comum para extrusão e usinagem CNC.

Zinco

Da mesma forma, a série 7000 (particularmente 7050 e 7075) são as ligas mais amplamente usadas na indústria aeronáutica. Materiais desta série são altamente resistentes e tratáveis termicamente, então não é surpresa que sejam bons companheiros de voo. A adição de zinco torna-a mais forte, porém menos soldável. Estas ligas específicas podem ser endurecidas por precipitação para se tornarem as mais fortes de qualquer uma das séries de alumínio.

Ferro & Outros Elementos

A série 8000 depende de ferro, permitindo apresentar uma combinação de propriedades similares às ligas da série 1000 mas com maior resistência, melhor conformabilidade e rigidez melhorada. Ligas da série 8000 são geralmente adequadas para aplicações de calibre mais fino. Também torna a união adesiva possível. Estas propriedades tornam-nas úteis para estruturas duras e recipientes, com 8019 usado para aplicações aeroespaciais e 8090 para criogenia.