História
“Nada se cria,
tudo se
transforma”.
Antoine Lavoisier.
O alumínio precisa passar por
diversos processos para chegar
em sua forma final e a natureza
é a “principal matéria prima”
para realizar esses processos.
A ideia de Lavoisier é
apenas para ilustrar.
Segundo pesquisas:
Pedra HUME (sal duplo de alumínio e potássio) tem algum
tipo de relação com o alumínio. Hume = do latim: alumen.
 Aftas;
 Estrias;
 Cicatrizante;
 Antitranspirante;
 Esfoliante;
Curiosidade:
Pedra Hume serve para tratamentos de:
História
Hans Christian Ørsted.
Quím. Dinamarquês.
Costumam dizer que
foi Friedrich Wöhler
que reconheceu o
isolamento do
alumínio (1827), mas
o metal foi obtido
puro alguns anos
antes por Hans
Christian Ørsted.
Obtenção/Produção
Matéria prima:
 Bauxita;
Um pouco mais sobre a Bauxita.
A Bauxita é
encontrada com
maior concentração
em países litorâneos
em especial no
Brasil.
“Quando esquecerem, lembre-se do chinelo e coco;
faz referência ao litoral e Brasil”.
Produção da Bauxita
• 250 milhões de toneladas;
5% no
crescimento
da produção
(anual);
0
50,000,000
100,000,000
150,000,000
200,000,000
250,000,000
Taxa de Crescimento em
Milhão
1986
1996
2006
2016
125.000.000
62.500.000
31.250.000
Você já parou pra
pensar como o
alumínio é feito?
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Na descrição há um link.
Clique que você vai
entender melhor.
Processos de produção
Uma das vantagens mais importantes do alumínio é o fato de poder ser
transformado com facilidade. O alumínio pode ser laminado em
qualquer espessura e extrudado numa infinidade de perfis de seção
transversal constante e grande comprimento. O metal pode ser também,
forjado ou impactado. Arames de alumínio trefilados a partir de
vergalhões dão origem a fios de alumínio que, após serem encordoados,
transformam-se em cabos condutores.
A facilidade e a velocidade com o qual o alumínio pode ser usinado é
outro importante fator que contribui para difundir o uso desse material
e que também aceita, praticamente, todos os métodos de união, tais
como rebitagem, soldagem, brasagem e colagem. Além disso, para a
maioria das aplicações do alumínio não são necessários revestimentos
de proteção.
Laminação
É um processo de transformação
mecânica que consiste na redução da
seção transversal por compressão do
metal, por meio da passagem entre
dois cilindros de aço ou ferro fundido
com eixos paralelos que giram em
torno de si mesmos.
Existem dois processos tradicionais de
laminação de alumínio: laminação a
quente e laminação a frio.
Atualmente, a indústria também
utiliza-se da laminação contínua.
Estampagem
Chapas e discos de alumínio são
amplamente utilizados para
repuxação e estampagem profunda.
Nesse processo, o material é
pressionado por um punção contra
uma matriz, como acontece com os
utensílios domésticos e latas de
bebidas. Estas operações requerem
material com grande plasticidade,
alta ductilidade e com uma baixa
taxa de encruamento.
EXTRUSÃO
É um processo de transformação
termomecânica no qual um tarugo de
metal é reduzido em sua seção
transversal quando forçado a fluir
através do orifício de uma matriz
(ferramenta), sob o efeito de altas
pressões e temperatura.
A variedade de perfis que podem ser
extrudados em alumínio é
praticamente ilimitada. O processo
reduz custos, pois elimina operações
posteriores de usinagem ou junção, e
possibilita a obtenção de seções mais
resistentes pela adequada eliminação
de juntas frágeis e uma melhor
distribuição de metal.
 Extrusão por impacto
Também chamado de extrusão a frio, esse processo aumenta a
resistência do material, melhora o acabamento superficial e permite
tolerâncias dimensionais mais estreitas. O material sofre um súbito
impacto por meio de um punção, provocando o seu estiramento,
como é o caso dos tubos de remédio e de aerossóis.
TREFILAÇÃO
É um processo de transformação pela deformação
mecânica a frio que permite a diminuição da seção
transversal de um produto pela passagem através de
uma matriz, por esforço de tração.
A indústria utiliza dois sistemas de trefilação:
 Em bancos: para barras e tubos de maior diâmetro;
 Em blocos rotativos: para dimensões menores de
vergalhões e tubos.
FORJAMENTO
O forjamento é o processo de conformação pelo qual se obtém a forma
desejada de uma peça por martelamento ou aplicação gradativa de uma
pressão. A maioria das operações de forjamento é feitas a quente.
A indústria utiliza três métodos de forjamento: matriz aberta; matriz
fechada com rebarba; matriz fechada sem rebarba.
No forjamento do alumínio, um bloco, tarugo ou perfil é aquecido e
pressionado contra uma matriz bipartida, na qual foi escavada a forma da
peça em negativo. O metal escoa, preenchendo a cavidade formada pelo
ferramental, tomando a forma da peça.
Depois das ligas ferrosas, o alumínio é o metal mais utilizado para
forjamento, sendo utilizado principalmente nas indústrias aeronáutica,
bélica, transportes, máquinas e equipamentos. Sua aplicação abrange peças
como rodas, eixos, longarinas, bielas, peças de bicicletas, motores, rotores,
engrenagens, pistões, etc.
FUNDIÇÃO
A fundição em alumínio pode ser feita por gravidade, com uso de areia
ou molde metálico, e sob pressão, (alta ou baixa). Além desses há
também processos especiais, com cera perdida e tixofundição. As peças
fundidas de alumínio têm suas principais aplicações na área automotiva
e de transportes. Como exemplo, pode-se citar blocos de motor,
cabeçotes, caixas de câmbio, carcaças e rodas para automóveis e
veículos pesados, entre outros.
As peças de alumínio podem ser produzidas a partir dos seguintes
processos:
 Fundição em areia
O vazamento de metal líquido em moldes de areia é uma das mais
antigas artes industriais. Ainda é utilizado quando as peças fundidas são
requeridas em pequenas quantidades, de tamanho excepcionalmente
grande ou muito intricadas.
 Fundição em Coquilha
Feito por gravidade, esse processo consiste em obter peças por meio do
vazamento do metal líquido em um molde metálico, também chamado
de coquilha. A introdução do metal é essencialmente determinada pela
força da gravidade.
 Fundição sob pressão
Consiste na injeção de um metal líquido contido em um recipiente
(câmara de injeção) para o interior da cavidade de um molde fabricado
em aço, por meio de um pistão. Na primeira fase, o ar é eliminado da
câmara de injeção. Depois, há um rápido preenchimento da cavidade do
molde para evitar o resfriamento do metal. A última etapa é a
compactação do metal para diminuir o volume das microporosidades
decorrentes da contração de solidificação do metal.
 Tixofundição
Também chamado de fundição de ligas semi-sólidas de alumínio, a
tecnologia utiliza, ao invés de alumínio líquido, o metal em "pasta",
evitando o desgaste no contato entre o metal e o molde e aumentando a
produtividade. As principais aplicações desse processo se dão na indústria
automotiva, na fabricação de peças como suspensões, carcaças e discos
de embreagem, entre outras.
SOLDAGEM
O alumínio e suas ligas podem ser soldados satisfatoriamente
com a escolha adequada da liga de adição, por meio da
utilização de técnicas apropriadas, visto que as linhas de solda
são bastante resistentes para as suas várias aplicações.
Na indústria há dois tipos principais de soldagem:
• Processo de Solda MIG (Metal Inert Gas);
• Processo de Solda TIG (Tungsten Inert Gás)
A soldagem MIG é
um processo em
que o arco
elétrico, obtido
por meio de uma
corrente contínua,
é estabelecido
entre a peça e um
arame de alumínio
ou liga de
alumínio, que
combina as
funções de
eletrodo e metal
de adição, numa
atmosfera de gás
inerte.
O processo TIG é foi o
primeiro a ser
desenvolvido com
proteção de gás inerte
adequado para soldar
o alumínio. Na
soldagem TIG, o arco
elétrico é estabelecido
entre um eletrodo de
tungstênio não
consumível e a peça,
numa atmosfera de
gás inerte.
USINAGEM
Embora quase todas as ligas possam ser
usinadas, a ação de corte da ferramenta é
mais efetiva em materiais de ligas
completamente envelhecidas termicamente,
com baixo alongamento. Estas produzem
cavacos menores, em contraste com as
características das aparas contínuas dos
materiais mais moles e mais dúcteis.
ACABAMENTOS
É importante observar que o alumínio é normalmente
usado sem acabamentos especiais de qualquer
espécie. Isto se aplica a todas as diferentes formas de
alumínio, considerando-se chapas para telhas, perfis
extrudados para construção de estufas, móveis
tubulares para jardim, pistões fundidos para veículos
automotores ou folha para embalagem de alimento.
Para muitas aplicações, o acabamento natural do
alumínio é totalmente satisfatório, tanto em aparência
como em durabilidade. O alumínio é adequado a
numerosos acabamentos superficiais de proteção e
decoração, alguns próprios do alumínio e outros que
também se aplicam a outros metais.
Características
• Metal LEVE;
• Macio;
• Resistente;
• Aspecto: Cinza,
Prateado e Fosco;
• Não é Tóxico como o
metal;
• Não magnético;
• Não cria faíscas
quando exposto a
atrito;
Características
• Muito maleável;
• Muito Dúctil;
• Resistência a
corrosão;
• Durabilidade;
• Bom condutor de
calor.
Características Gerais
Símbolo e Número Atm: Al; 13;
Série Química: Metais representativos;
Densidade: 2697 Kg/m³;
Dureza: 2,75.
Massa atômica: 26,9815386(8)u.
 O alumínio é o metal mais abundante a nível mundial
e está presente numa grande diversidade de indústrias
e segmentos devido às suas propriedades.
-densidade de 2.68g/cm³; -é reciclável.
-boa condutividade;
-boa maleabilidade;
-boa resistência à corrosão;
- grande variedade de acabamentos;
Classificação
 A produção do Alumínio é dividida em duas partes:
primária e secundária.
-Primária -Secundária
Processo Bayer Processo de Hall-Heroult
Designação e nomenclatura das
ligas e seus tratamentos
 os alumínios para enformação plástica que detêm 85%
da produção mundial;
 os restantes 15% pertencem aos alumínios para
fundição;
 As ligas de alumínio para trabalho mecânico são
classificadas por um número de quatro dígitos que foi
atribuído pela IADS.
Série Elemento(s) de liga
principal(is)
Outros elementos de
liga
1xxx Alumínio puro -
2xxx Cu Mg , Li
3xxx Mn Mg
4xxx Si -
5xxx Mg -
6xxx Mg e Si -
7xxx Zn Cu, Mg, Cr, Zr
8xxx Li, Sn, Fe, Cu e Mn -
9xxx Outros elementos -
Curiosidades
 Alumínio Transparente
 O alumínio transparente é conhecido na indústria
como ALONTM, trata-se de um oxinitrato
policristalino de alumínio, ou seja,
uma cerâmica transparente cristalizada sobre átomos
de alumínio.
Aplicações
“O Alumínio em nossas vidas”.
Bens de consumo
Automotivos
Construção Civil
Embalagens
Indústria Elétrica
Máquinas e equipamentos
Outros setores
• Colaborar com a
preservação ambiental;
• 5% da energia
necessária para a
produção do metal
primário a partir do
minério;
• Reaproveitamento de
sucatas;

Alumínio

  • 2.
    História “Nada se cria, tudose transforma”. Antoine Lavoisier. O alumínio precisa passar por diversos processos para chegar em sua forma final e a natureza é a “principal matéria prima” para realizar esses processos. A ideia de Lavoisier é apenas para ilustrar.
  • 3.
    Segundo pesquisas: Pedra HUME(sal duplo de alumínio e potássio) tem algum tipo de relação com o alumínio. Hume = do latim: alumen.
  • 4.
     Aftas;  Estrias; Cicatrizante;  Antitranspirante;  Esfoliante; Curiosidade: Pedra Hume serve para tratamentos de:
  • 5.
    História Hans Christian Ørsted. Quím.Dinamarquês. Costumam dizer que foi Friedrich Wöhler que reconheceu o isolamento do alumínio (1827), mas o metal foi obtido puro alguns anos antes por Hans Christian Ørsted.
  • 6.
  • 7.
    Um pouco maissobre a Bauxita. A Bauxita é encontrada com maior concentração em países litorâneos em especial no Brasil. “Quando esquecerem, lembre-se do chinelo e coco; faz referência ao litoral e Brasil”.
  • 8.
    Produção da Bauxita •250 milhões de toneladas; 5% no crescimento da produção (anual); 0 50,000,000 100,000,000 150,000,000 200,000,000 250,000,000 Taxa de Crescimento em Milhão 1986 1996 2006 2016 125.000.000 62.500.000 31.250.000
  • 9.
    Você já paroupra pensar como o alumínio é feito? ? ??? ? ?? ? ?
  • 10.
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  • 11.
    Processos de produção Umadas vantagens mais importantes do alumínio é o fato de poder ser transformado com facilidade. O alumínio pode ser laminado em qualquer espessura e extrudado numa infinidade de perfis de seção transversal constante e grande comprimento. O metal pode ser também, forjado ou impactado. Arames de alumínio trefilados a partir de vergalhões dão origem a fios de alumínio que, após serem encordoados, transformam-se em cabos condutores. A facilidade e a velocidade com o qual o alumínio pode ser usinado é outro importante fator que contribui para difundir o uso desse material e que também aceita, praticamente, todos os métodos de união, tais como rebitagem, soldagem, brasagem e colagem. Além disso, para a maioria das aplicações do alumínio não são necessários revestimentos de proteção.
  • 12.
    Laminação É um processode transformação mecânica que consiste na redução da seção transversal por compressão do metal, por meio da passagem entre dois cilindros de aço ou ferro fundido com eixos paralelos que giram em torno de si mesmos. Existem dois processos tradicionais de laminação de alumínio: laminação a quente e laminação a frio. Atualmente, a indústria também utiliza-se da laminação contínua.
  • 13.
    Estampagem Chapas e discosde alumínio são amplamente utilizados para repuxação e estampagem profunda. Nesse processo, o material é pressionado por um punção contra uma matriz, como acontece com os utensílios domésticos e latas de bebidas. Estas operações requerem material com grande plasticidade, alta ductilidade e com uma baixa taxa de encruamento.
  • 14.
    EXTRUSÃO É um processode transformação termomecânica no qual um tarugo de metal é reduzido em sua seção transversal quando forçado a fluir através do orifício de uma matriz (ferramenta), sob o efeito de altas pressões e temperatura. A variedade de perfis que podem ser extrudados em alumínio é praticamente ilimitada. O processo reduz custos, pois elimina operações posteriores de usinagem ou junção, e possibilita a obtenção de seções mais resistentes pela adequada eliminação de juntas frágeis e uma melhor distribuição de metal.
  • 15.
     Extrusão porimpacto Também chamado de extrusão a frio, esse processo aumenta a resistência do material, melhora o acabamento superficial e permite tolerâncias dimensionais mais estreitas. O material sofre um súbito impacto por meio de um punção, provocando o seu estiramento, como é o caso dos tubos de remédio e de aerossóis.
  • 16.
    TREFILAÇÃO É um processode transformação pela deformação mecânica a frio que permite a diminuição da seção transversal de um produto pela passagem através de uma matriz, por esforço de tração. A indústria utiliza dois sistemas de trefilação:  Em bancos: para barras e tubos de maior diâmetro;  Em blocos rotativos: para dimensões menores de vergalhões e tubos.
  • 17.
    FORJAMENTO O forjamento éo processo de conformação pelo qual se obtém a forma desejada de uma peça por martelamento ou aplicação gradativa de uma pressão. A maioria das operações de forjamento é feitas a quente. A indústria utiliza três métodos de forjamento: matriz aberta; matriz fechada com rebarba; matriz fechada sem rebarba. No forjamento do alumínio, um bloco, tarugo ou perfil é aquecido e pressionado contra uma matriz bipartida, na qual foi escavada a forma da peça em negativo. O metal escoa, preenchendo a cavidade formada pelo ferramental, tomando a forma da peça. Depois das ligas ferrosas, o alumínio é o metal mais utilizado para forjamento, sendo utilizado principalmente nas indústrias aeronáutica, bélica, transportes, máquinas e equipamentos. Sua aplicação abrange peças como rodas, eixos, longarinas, bielas, peças de bicicletas, motores, rotores, engrenagens, pistões, etc.
  • 18.
    FUNDIÇÃO A fundição emalumínio pode ser feita por gravidade, com uso de areia ou molde metálico, e sob pressão, (alta ou baixa). Além desses há também processos especiais, com cera perdida e tixofundição. As peças fundidas de alumínio têm suas principais aplicações na área automotiva e de transportes. Como exemplo, pode-se citar blocos de motor, cabeçotes, caixas de câmbio, carcaças e rodas para automóveis e veículos pesados, entre outros. As peças de alumínio podem ser produzidas a partir dos seguintes processos:  Fundição em areia O vazamento de metal líquido em moldes de areia é uma das mais antigas artes industriais. Ainda é utilizado quando as peças fundidas são requeridas em pequenas quantidades, de tamanho excepcionalmente grande ou muito intricadas.  Fundição em Coquilha Feito por gravidade, esse processo consiste em obter peças por meio do vazamento do metal líquido em um molde metálico, também chamado de coquilha. A introdução do metal é essencialmente determinada pela força da gravidade.
  • 19.
     Fundição sobpressão Consiste na injeção de um metal líquido contido em um recipiente (câmara de injeção) para o interior da cavidade de um molde fabricado em aço, por meio de um pistão. Na primeira fase, o ar é eliminado da câmara de injeção. Depois, há um rápido preenchimento da cavidade do molde para evitar o resfriamento do metal. A última etapa é a compactação do metal para diminuir o volume das microporosidades decorrentes da contração de solidificação do metal.  Tixofundição Também chamado de fundição de ligas semi-sólidas de alumínio, a tecnologia utiliza, ao invés de alumínio líquido, o metal em "pasta", evitando o desgaste no contato entre o metal e o molde e aumentando a produtividade. As principais aplicações desse processo se dão na indústria automotiva, na fabricação de peças como suspensões, carcaças e discos de embreagem, entre outras.
  • 20.
    SOLDAGEM O alumínio esuas ligas podem ser soldados satisfatoriamente com a escolha adequada da liga de adição, por meio da utilização de técnicas apropriadas, visto que as linhas de solda são bastante resistentes para as suas várias aplicações. Na indústria há dois tipos principais de soldagem: • Processo de Solda MIG (Metal Inert Gas); • Processo de Solda TIG (Tungsten Inert Gás)
  • 21.
    A soldagem MIGé um processo em que o arco elétrico, obtido por meio de uma corrente contínua, é estabelecido entre a peça e um arame de alumínio ou liga de alumínio, que combina as funções de eletrodo e metal de adição, numa atmosfera de gás inerte.
  • 22.
    O processo TIGé foi o primeiro a ser desenvolvido com proteção de gás inerte adequado para soldar o alumínio. Na soldagem TIG, o arco elétrico é estabelecido entre um eletrodo de tungstênio não consumível e a peça, numa atmosfera de gás inerte.
  • 23.
    USINAGEM Embora quase todasas ligas possam ser usinadas, a ação de corte da ferramenta é mais efetiva em materiais de ligas completamente envelhecidas termicamente, com baixo alongamento. Estas produzem cavacos menores, em contraste com as características das aparas contínuas dos materiais mais moles e mais dúcteis.
  • 24.
    ACABAMENTOS É importante observarque o alumínio é normalmente usado sem acabamentos especiais de qualquer espécie. Isto se aplica a todas as diferentes formas de alumínio, considerando-se chapas para telhas, perfis extrudados para construção de estufas, móveis tubulares para jardim, pistões fundidos para veículos automotores ou folha para embalagem de alimento. Para muitas aplicações, o acabamento natural do alumínio é totalmente satisfatório, tanto em aparência como em durabilidade. O alumínio é adequado a numerosos acabamentos superficiais de proteção e decoração, alguns próprios do alumínio e outros que também se aplicam a outros metais.
  • 26.
    Características • Metal LEVE; •Macio; • Resistente; • Aspecto: Cinza, Prateado e Fosco; • Não é Tóxico como o metal; • Não magnético; • Não cria faíscas quando exposto a atrito;
  • 27.
    Características • Muito maleável; •Muito Dúctil; • Resistência a corrosão; • Durabilidade; • Bom condutor de calor.
  • 28.
    Características Gerais Símbolo eNúmero Atm: Al; 13; Série Química: Metais representativos; Densidade: 2697 Kg/m³; Dureza: 2,75. Massa atômica: 26,9815386(8)u.
  • 30.
     O alumínioé o metal mais abundante a nível mundial e está presente numa grande diversidade de indústrias e segmentos devido às suas propriedades. -densidade de 2.68g/cm³; -é reciclável. -boa condutividade; -boa maleabilidade; -boa resistência à corrosão; - grande variedade de acabamentos;
  • 31.
    Classificação  A produçãodo Alumínio é dividida em duas partes: primária e secundária. -Primária -Secundária Processo Bayer Processo de Hall-Heroult
  • 32.
    Designação e nomenclaturadas ligas e seus tratamentos  os alumínios para enformação plástica que detêm 85% da produção mundial;  os restantes 15% pertencem aos alumínios para fundição;
  • 33.
     As ligasde alumínio para trabalho mecânico são classificadas por um número de quatro dígitos que foi atribuído pela IADS.
  • 34.
    Série Elemento(s) deliga principal(is) Outros elementos de liga 1xxx Alumínio puro - 2xxx Cu Mg , Li 3xxx Mn Mg 4xxx Si - 5xxx Mg - 6xxx Mg e Si - 7xxx Zn Cu, Mg, Cr, Zr 8xxx Li, Sn, Fe, Cu e Mn - 9xxx Outros elementos -
  • 35.
    Curiosidades  Alumínio Transparente O alumínio transparente é conhecido na indústria como ALONTM, trata-se de um oxinitrato policristalino de alumínio, ou seja, uma cerâmica transparente cristalizada sobre átomos de alumínio.
  • 37.
  • 38.
  • 39.
  • 40.
  • 41.
  • 42.
  • 43.
  • 44.
  • 45.
    • Colaborar coma preservação ambiental; • 5% da energia necessária para a produção do metal primário a partir do minério; • Reaproveitamento de sucatas;

Notas do Editor

  • #32 Bayer: a bauxita é lavada com uma solução quente de hidróxido de sódio, NaOH, a 175°C. Isto converte a bauxita em hidróxido de alumínio, Al(OH)3, que se dissolve na solução de acordo com a equação química: Al2O3+ 2 OH- + 3 H2O → 2 [Al(OH)4]- Ou também sendo conhecido como aluminato de sódio( Al2O3.Na2O + H2O ) Onde recebe o nome de digestão no processo, ou seja, ocorre uma lixiviação da alumina. Os outros componentes da bauxita não se dissolvem e podem ser filtrados como impurezas sólidas. Hall-Heroult:produção de alumínio a partir da alumina. A alumina tem um elevado ponto de fusão (2040ºC) e é um mau condutor de electricidade, por isso a chave para a produção de alumínio consiste na dissolução do óxido num banho de criólito liquido (Na3AlF6) e um típico electrólito contém 80-90% deste composto e 2-8% de alumina, em conjunto com aditivos como AlF3 e CaF3.
  • #33 Enformação :Os processos de fabrico que envolvem alteração de forma da matéria-prima são os mais significativos na indústria de transformação. Processos de deformação plástica - nos quais o material é trabalhado no estado sólido, atingindo a forma final pela deformação plástica de pré-formas iniciais (biletes, chapas...)
  • #34 o primeiro dígito muda conforme o elemento de liga principal, como se pode ver na tabela. O segundo dígito está relacionado com modificações que foram feitas à liga, em que a original tem este dígito igual a 0 e as que sofrem modificação são numeradas de 1-9. Os últimos dois dígitos na série 1xxx estão relacionados com a pureza da liga. Utiliza-se o prefixo X quando a liga está num estado experimental do seu desenvolvimento.