Com utilização recente em escala industrial, o alumínio vem evoluindo ao longo dos anos. O metal era comercializado no seu estado puro até 1906, quando surgiram as ligas metálicas, que contam com a adição de elementos para aumentar as propriedades do alumínio, principalmente mecânicas.
O engenheiro Ayrton Filleti, presidente-emérito da Associação Brasileira do Alumínio (ABAL), conta que a primeira liga foi a 3003, que continha manganês e apresentava resistência à corrosão e boa formalidade. Em 1916, foi descoberto o tratamento térmico, possibilitando o surgimento da série 2xxx.
“Alfred Wilm, metalúrgico alemão, fez um experimento em laboratório, onde colocou alumínio com cobre no forno e viu, por acaso, o fenômeno de endurecimento por precipitação”, explica.
Esse conjunto de ligas é conhecido como duralumínio. A 2017 é a mais antiga delas e inclui cobre, magnésio e manganês, com melhora significativa da resistência mecânica. Outro destaque é a 2024, muito utilizada em estruturas de aeronaves.
O mercado segue desenvolvendo novas técnicas e, até hoje, as empresas pesquisam ligas, posteriormente cadastradas por entidades representativas de cada país e gerenciadas pela Aluminum Association (AA), com sede nos Estados Unidos.
“Trata-se de um acordo internacional que contempla 24 signatárias, incluindo a ABAL. Qualquer criação ou alteração de liga no mundo deve ser submetida à apreciação dos membros para devida aprovação. Essa designação é aceita pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT)”, explica Filleti.
Classificação
No geral, as ligas metálicas são divididas entre:
- Trabalháveis: passam por processos de laminação, extrusão, forjamento e estiramento, sendo denominadas com quatro dígitos;
- Não trabalháveis: utilizadas na fundição de peças de alumínio, e apresentam apenas três dígitos.
| Evolução das ligas de alumínio | |
Até 1906 | Alumínio comercialmente puro |
1906 | Liga 3003* |
1916 | Liga 2017* |
1934 | Liga 5052* |
1935 | Liga 6061* |
1943 | Liga 7075* |
1944 | Liga 6063* |
Após 1950 | Novas ligas continuam sendo desenvolvidas |
| *O primeiro dígito corresponde a família da liga e os demais, aos elementos que fazem parte de sua composição | |
Classificação das ligas trabalháveis | ||
Série | Elemento principal | Quantidade de ligas |
1xxx | Alumínio puro | 40 |
2xxx | Cobre e magnésio | 104 |
3xxx | Manganês | 43 |
4xxx | Silício | 36 |
5xxx | Magnésio | 101 |
6xxx | Magnésio e Silício | 104 |
7xxx | Zinco e Magnésio | 84 |
8xxx | Ferro, lítio e outros | 38 |
Classificação das ligas não trabalháveis | |
Série | Elemento principal |
1xx | Alumínio puro |
2xx | Cobre |
3xx | Silício, cobre e ou Magnésio |
4xx | Silício |
5xx | Magnésio |
7xx | Zinco |
8xx | Estanho |
Mercado atual
A Companhia Brasileira de Alumínio (CBA) é uma das empresas que tem inovado e possui ligas das séries 1xxx, 4xxx, 6xxx e 7xxx em seu portfólio de perfis extrudados e soluções, voltados para os segmentos da construção civil, automotivo e transportes, energia fotovoltaica e agronegócio.
Atualmente, a companhia se destaca no desenvolvimento de soluções em componentes estruturais automotivos.
As ligas de alumínio produzidas pela CBA são formadas a partir de metal líquido e elementos que conferem resistência mecânica aos produtos. Já nos projetos de coengenharia, muitas soluções são desenvolvidas em parceria com os clientes e de acordo com suas necessidades, o que garante resultados customizados.
Na indústria automotiva, o alumínio extrudado de alta resistência usado para a confecção da barra de proteção de porta e das barras de impacto (bumper), oferece flexibilidade geométrica e dispensa altos investimentos em ferramentas de estampagem de aço, reduzindo e até eliminando etapas adicionais de processo.
Além disso, simulações demonstram que as barras de proteção de porta de alumínio alcançam rigidez superior às feitas de aço. O metal também contribui para deixar o veículo mais leve, o que resulta em redução de emissões de gases poluentes.
Já a barra de impacto de alumínio tem desempenho superior em relação a de aço, com redução da massa na barra de impacto, aumento ou diminuição da rigidez — de acordo com o perfil utilizado — e a facilidade de criar topologias que atendam aos requisitos do veículo.
Soluções personalizadas
A Novelis também tem portfólio de ligas que atende todo o mercado nas mais diversas aplicações nos setores automotivo, aeroespacial, bens de consumo, embalagens, transportes, entre outros.
Para o setor automotivo, desenvolveu a série Advanz, que tem alta resistência mecânica e excelente formabilidade.
“Com o desejo dos consumidores por veículos com menor peso e consumo de combustível, aliado à evolução do ecossistema de mobilidade, as montadoras estão recorrendo ao alumínio em busca de soluções inovadoras e sustentáveis”, comenta Guilherme Superbia, gerente de excelência Comercial e Marketing da Novelis.
Segundo o executivo, a Novelis aproveita as propriedades únicas do alumínio para oferecer soluções que ajudam os clientes a atrair consumidores e atender às regulamentações governamentais, ao mesmo tempo em que reduz o impacto ambiental e impulsiona a eficiência de custos.
Ajuste de composição
A Alcast possui em seu portfólio as ligas 1050, 1100 e 3105 e atua em setores como automotivo, construção civil, utensílios domésticos, transportes, entre outros.
“Ajustamos as composições químicas das ligas produzidas conforme as necessidades de aplicações dos clientes. Somado a isso, fazemos ajustes no processo de tratamento térmico permitindo que o material seja utilizado em dobras e perfilação, isolamento térmico, revestimentos, aplicações para fins elétricos, entre outros”, explica Manoel Claudino Filho, gerente de Vendas da Alcast.
A equipe comercial da empresa também busca oportunidades no mercado e envia as informações para a área de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), que avalia a viabilidade de produção de novas ligas.
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