Trabalho mecânico nas ligas de cobre

Páginas: 46 (11370 palavras) Publicado: 26 de abril de 2013
Trabalhos: mecânico; a quente e a frio
a) Trabalho mecânico nas ligas de cobre

Os principais processos de fabricação de ligas de cobre envolvendo trabalho mecânico são a laminação, a trefilação, a extrusão e o forjamento. Os limites de composição química (teores máximos e mínimos exigidos pelas normas ASTM) estão dentro de intervalos mais estreitos no caso das ligas trabalhadas quandocomparadas com as ligas fundidas, ou seja, determinadas composições químicas que são adequadas para fundição em areia ou em molde permanente, são totalmente inaceitáveis para ligas a serem trabalhadas mecanicamente, quando a dutilidade ou maleabilidade não for suficiente. Dependendo do tipo de liga o produto resultante da conformação da liga de cobre pode ser placa, chapa, tira, barra, vergalhão, arameou tubo sem costura. Os principais elementos de liga com o cobre são o zinco, o estanho, o chumbo, o níquel, o silício ou o alumínio, e em menor grau de importância o manganês, o cádmio, o ferro, o fósforo, o arsênio, o cromo, o berílio, o selênio e o telúrio.
As faixas de composição química de ligas de cobre trabalhadas são periodicamente modificadas para se ajustarem às práticas de conformação,no que diz respeito às necessidades dos consumidores.
Efeitos dos elementos de liga: o zinco é o mais importante elemento de liga no caso das ligas de cobre, sendo usado não apenas em diferentes tipos de latões, mas também nas alpacas. A maioria dos latões está contida no campo monofásico alfa, apresentando assim boa conformabilidade a frio. Os latões com teores de zinco mais elevados, em tornode 40 %, são indicados somente para o trabalho a quente. A adição de zinco reduz a temperatura de fusão, a densidade, as condutividades térmica e elétrica e o módulo de elasticidade. Por outro lado, aumenta o coeficiente de expansão térmica, a resistência mecânica e a dureza. A capacidade de encruamento aumenta com o teor de zinco, mas o latão monofásico binário C 260 (70 % de cobre e 30 5 dezinco) possui a melhor combinação de resistência mecânica e dutilidade. Nas ligas nas quais o zinco não é adicionado propositalmente como elemento de liga, ele é uma impureza que deve ser controlada para não ultrapassar um limite máximo especificado.
O chumbo é adicionado em cerca de 1/3 das ligas de cobre em teores que vão até 4 % no máximo, que é o limite para manter boas características detrabalhabilidade. No estado sólido este elemento não se dissolve na liga de cobre, mas fica distribuído como partículas de chumbo livre. Sua principal função é aumentar a usinabilidade, ou seja, favorecer as operações de corte. O chumbo aumenta a densidade e reduz a condutividade. Nas ligas nas quais não está presente como elemento de liga adicionado propositalmente, o chumbo é uma impureza que deve serbastante restrita para não prejudicar a trabalhabilidade da liga. No latão para cartuchos o teor de chumbo deve ser inferior a 0,01 % para o trabalho a quente, enquanto nas alpacas não deve ser superior a 0,02 % para não afetar a trabalhabilidade.
O estanho é um elemento de liga essencial no grupo dos bronzes fosforosos. As ligas que são trabalhadas a frio podem conter estanho no máximo até 10 %,pois até esse teor tais ligas são monofásicas (somente fase alfa). A adição do estanho ao cobre aumenta significativamente sua resistência mecânica e sua dureza, enquanto reduz seu ponto de fusão, densidade e condutividades térmica e elétrica. O estanho também é adicionada a alguns latões em teores de até 1 % com o objetivo de melhorar a resistência à corrosão por dezincificação em água do mar,além de aumentar o limite de escoamento, a resiliência e a resistência à fadiga necessários às molas feitas com bronze fosforoso. Entretanto, o efeito da adição de estanho é menor nos latões de alto teor de cobre.
O níquel modifica a coloração da liga de cobre de modo que o cuproníquel é praticamente branco. A adição do níquel ao cobre aumenta a resistência mecânica e a dureza, mas a capacidade...
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