Fundição de liga de alumínio SES N 3131 e peças fundidas sob pressão

Desenvolvida pela Suzuki Motor Corporation como parte dos padrões de materiais de alumínio, a norma “SES N 3131 Fundição de ligas de alumínio e peças fundidas sob pressão” descreve as propriedades, os requisitos de qualidade e as condições de uso de peças fundidas de ligas de alumínio e peças fundidas sob pressão utilizadas em aplicações automotivas e industriais.

As peças fundidas em liga de alumínio são componentes criados através do vazamento de ligas de alumínio fundido em moldes, onde se solidificam nos formatos desejados. Os principais métodos são os seguintes:

Fundição em areia: o metal fundido é vertido em um molde de areia. É adequado para peças grandes e complexas, mas a qualidade da superfície é apenas mediana.
Fundição por gravidade (ou fundição em molde): O alumínio fundido é vertido em um molde metálico permanente. Oferece melhor precisão dimensional e qualidade de superfície.
Fundição sob pressão: O alumínio fundido é injetado em moldes de aço sob alta pressão. Ideal para peças automotivas de alta precisão e em grande volume.

As ligas de alumínio são amplamente utilizadas em componentes automotivos devido a diversas vantagens importantes:

Leveza: O alumínio pesa aproximadamente um terço do peso do aço. A redução do peso do veículo melhora a eficiência de combustível e diminui as emissões de dióxido de carbono.
Alta relação resistência/peso: Algumas ligas de alumínio oferecem excelentes propriedades mecânicas, adequadas para componentes estruturais.
Resistência à corrosão: Forma uma camada de óxido natural que oferece proteção contra a corrosão ambiental.
Condutividade térmica: Dissipação de calor eficiente, ideal para componentes de motores.
Reciclabilidade: O alumínio é altamente reciclável, contribuindo para a sustentabilidade na produção automotiva.

As ligas de alumínio típicas comumente usadas na fundição automotiva incluem:

Ligas de alumínio-silício: Excelente capacidade de fundição, resistência à corrosão e resistência mecânica moderada. Comuns em blocos de motor e cabeçotes de cilindro.
Ligas de alumínio-silício-cobre: Maior resistência mecânica, adequadas para componentes de alta carga.
Ligas de alumínio-magnésio: Boa resistência à corrosão; comumente usadas em painéis de carroceria ou componentes estruturais.

Os componentes automotivos fundidos sob pressão mais comuns incluem:

Blocos de motor e cabeçotes de cilindro
Caixas de transmissão
Suportes e componentes de suspensão
Carcaças para caixas de engrenagens e baterias de veículos elétricos.

As peças fundidas de alumínio devem atender a padrões de qualidade rigorosos para garantir sua confiabilidade:

Propriedades mecânicas: A resistência à tração, o limite de escoamento e o alongamento devem atender aos requisitos de projeto.
Controle de defeitos: A porosidade, as fissuras e as inclusões são minimizadas utilizando técnicas avançadas de fundição.
Ensaios não destrutivos: o exame por raios X e o ensaio ultrassônico detectam defeitos internos.
Tratamento térmico: Algumas ligas passam por tratamento T5 ou T6 para aumentar sua resistência.

Em resumo, as peças fundidas em liga de alumínio e as peças fundidas sob pressão formam a base da engenharia automotiva moderna. Combinando leveza, alta resistência e características de fabricação de precisão, elas possibilitam a produção de veículos mais eficientes, seguros e ecológicos. Com o desenvolvimento da tecnologia automotiva, a fundição de alumínio continua a expandir seu papel, especialmente em veículos elétricos e híbridos.

A norma SES N 3131 é uma norma de materiais para peças fundidas de liga de alumínio. Ela abrange os seguintes métodos:

Fundição em areia
Fundição sob pressão (fundição por gravidade)
Fundição sob pressão

A fundição sob pressão é um método de fabricação no qual o metal fundido é injetado em um molde sob alta pressão. Possui as seguintes características:

Yüksek üretim hızı
Formas complexas e de paredes finas
Boa qualidade de superfície.
Alta precisão dimensional

O alumínio é um dos materiais mais comuns para esse método.

Os requisitos técnicos da norma SES N 3131 são os seguintes:

Composição química:
Ligas de alumínio-silício, alumínio-silício-cobre e alumínio-magnésio.
Limites dos elementos de liga
Limites de impurezas (como ferro e zinco)

As ligas de alumínio-silício são as mais utilizadas na indústria automotiva.

Propriedades mecânicas: Esta norma geralmente limita as seguintes propriedades:
Resistência à tracção
Força de rendimento
Alongamento (percentagem)

Valores típicos de matriz de pressão:

Resistência à tração: 250–310 MPa

Vazão: 130–165 MPa

Qualidade da fundição:
Limites de porosidade (poros)
Controle de fraturas, vazios e inclusões.
Requisitos de ensaios por raios X/não destrutivos
Tolerâncias dimensionais e geométricas:
Tolerâncias da peça
Ações de transação
superfícies de desmoldagem
Qualidade da superfície:
Limites de rugosidade
Adequação do revestimento/pintura
Critérios de deficiência visual
Tratamento térmico (opcional): Para algumas ligas:
Estados de tratamento térmico T5 e T6
Melhoria das propriedades mecânicas
Teste e validação:
Teste de tração
Teste de dureza
Exame metalográfico
Teste de estanqueidade

Na indústria automotiva, as peças que geralmente estão em conformidade com a norma SES N 3131 incluem as seguintes:

Motor e transmissão
Cabeçote do cilindro
peças do bloco do motor
Caixas de transmissão
Chassi e estrutura:
Suportes
Componentes da suspensão
Elétrica / eletrônica
Caixas de unidades de controle do motor
Caixas de baterias (em veículos elétricos)

A norma SES N 3131 é exigida para peças fundidas em liga de alumínio e peças fundidas sob pressão na indústria automotiva por diversos motivos críticos:

Garante qualidade consistente: as peças fundidas de alumínio são utilizadas em componentes automotivos críticos, como blocos de motor, carcaças de transmissão e suportes estruturais. Esta norma define o seguinte:
Limites de composição química (para garantir propriedades adequadas da liga)
Propriedades mecânicas (resistência à tração, limite de escoamento, alongamento)
Tolerâncias a falhas (porosidade, fissuras, detritos)
Segurança e confiabilidade: As peças automotivas fabricadas em alumínio fundido são frequentemente submetidas a elevadas cargas mecânicas ou operam em altas temperaturas. Esta norma garante o seguinte em termos de segurança dos passageiros e confiabilidade do veículo:
Os componentes podem suportar as tensões de operação.
Para evitar quebras ou mau funcionamento, os defeitos são minimizados.
Os componentes críticos para a segurança mantêm sua integridade.
Isso facilita a produção em grande escala: a fundição é um processo de produção de alta velocidade. Esta norma garante o seguinte:
Tolerâncias para precisão dimensional
Diretrizes para tratamento e acabamento de superfícies.
Critérios de tratamento térmico e teste
Favorece o design de veículos leves: A redução de peso é um objetivo fundamental na engenharia automotiva moderna. Uso de ligas de alumínio:
Isso reduz o peso do veículo e melhora a eficiência de combustível.
Isso melhora a autonomia e o desempenho térmico das baterias de veículos elétricos.
Intercambiabilidade entre fornecedores: Os fabricantes de automóveis adquirem peças de alumínio de diversos fornecedores em todo o mundo. Esta norma garante o seguinte:
As peças atendem aos mesmos critérios de desempenho.
Os componentes são intercambiáveis, o que reduz os problemas de montagem.
O controle de qualidade é uniforme em todas as cadeias de suprimentos globais.
Isso reduz custos e retrabalho: esta norma define requisitos rigorosos de fundição, químicos e de teste.
As taxas de rejeição devido a erros diminuem.
Os custos de pós-processamento e reprocessamento são reduzidos.
O planejamento da produção torna-se mais previsível.

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