Processo Industrial da Extrusal

As ligas processadas na Extrusal pertencem à série 6xxx, subdividindo-se em dois grupos: ligas standard - 6060, 6063, e ligas especiais - 6061, 6082 e 6463.

As ligas são adquiridas em biletes homogeneizados preparados para extrudir numa das prensas disponíveis. A empresa possui actualmente 3 prensas com capacidades de 1600, 1700 e 2000 toneladas, sendo o fluxo industrial

Precipitados localizados nas fronteiras de grão

Conjunto de precipitados em forma de agulha nucleados heterogeneamente numa linha de deslocações Linha de deslocações

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ligeiramente diferente entre elas, devido à capacidade e antiguidade do equipamento. Por este trabalho se centrar sobre duas ligas extrudidas habitualmente na prensa 1700, a mais moderna das três, será este o fluxo descrito.

Figura 2.16: Evolução da temperatura/tempo para perfis extrudidos de alumínio. Os biletes são recepcionados, identificados e armazenados no parque de matéria-prima até ao momento de serem processados. Quando é necessária a sua utilização, os biletes começam por ser lavados para retirar a sujidade que se acumulou durante o transporte e armazenamento e de seguida são transportados até à plataforma de alimentação. Estes biletes possuem um diâmetro de 178 mm e 7 a 8 metros de comprimento.

Antes de serem inseridos no forno de pré-aquecimento, os biletes são escovados e a camada exterior removida. Desta forma, elimina-se uma parte significativa de impurezas e sujidades causadoras de defeitos no produto final. Após a escovagem, os biletes entram no forno de pré aquecimento, a gás, permitindo que o seu aquecimento seja feito de uma forma o mais homogénea possível. Este forno é constituído por três zonas de aquecimento, cada uma delas com temperatura controlada, permitindo um aquecimento gradual e evitando, por um lado, que o bilete fique exposto a temperaturas elevadas durante um período

T (ºC)

tempo

Vazamento Homogeneização Pré-aquecimento

Extrusao

Arrefecimento _{Envelhecimento}

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de tempo prolongado, e por outro, eliminar gradientes térmicos. As temperaturas variam consoante a liga e o tipo de perfil a extrudir.

A saída do forno de pré-aquecimento está equipada com uma guilhotina de corte, que tem por função cortar o bilete, agora num estado amolecido. O transporte do bilete até ao contentor vai provocar uma diminuição da sua temperatura. Ao entrar no contentor o bilete vai encontrar uma atmosfera aquecida, que se mantém mais ou menos constante. O bilete vai ser empurrado de encontro a uma matriz, que foi também aquecida previamente até uma temperatura de 400-430ºC, durante algumas horas. Todo este processo decorre em atmosfera inerte, de forma a evitar a oxidação do metal.

A temperatura atingida durante a extrusão, bem como o tempo que a liga permanece a essa temperatura, são fundamentais para que ocorra solubilização. Assim, torna-se fundamental definir condições de extrusão adequadas, para que os produtos obtidos apresentem o aspecto e as propriedades mecânicas finais pretendidas. Estas condições são específicas para cada liga e perfil a extrudir. A gama de temperaturas na qual o perfil se encontra à saída da prensa e a velocidade de extrusão são estudadas para que seja possível obter solubilização da liga. O uso de velocidades de extrusão ou temperaturas mais elevadas facilitaria a solubilização, desde que não houvesse fusão de composições eutéticas. Mas o aumento de qualquer um destes parâmetros teria consequências negativas, provocando a degradação do perfil (figura 2.17 a).

A velocidade e meio de arrefecimento são fundamentais para que se consigam as propriedades mecânicas desejadas após o envelhecimento. No arrefecimento à saída da prensa foca-se a atenção em passar rapidamente o intervalo crítico de temperatura para cada liga. Para este efeito, a linha possui um túnel de arrefecimento (figura 2.17 b), que permite o arrefecimento dos perfis em dois meios distintos, ar e ar+água, permitindo que os caudais sejam ajustados pelo operador. Existem zonas distintas dentro do túnel que permitem o ajuste individual dos meios de arrefecimento consoante a liga, o tipo de perfil e a sua espessura.

Segue-se a operação de tracção com o objectivo de aplanar os perfis, mas sem redução de espessura, e eliminar tensões residuais introduzidas durante o processo de extrusão. Depois desta operação, os perfis são cortados e colocados automaticamente em contentores. Os contentores são então conduzidos para a

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zona onde se formam as cargas para entrarem no forno de envelhecimento. Estas cargas agrupam contentores para o mesmo ciclo de envelhecimento, binómio tempo-temperatura, para que as propriedades mecânicas atingidas estejam de acordo com a aplicação final do cliente.

Figura 2.17: a) Perfis extrudidos com velocidades e temperaturas diferentes, mostrando a danificação do perfil da esquerda devido às elevadas temperaturas de extrusão. b) Túnel de arrefecimento. [fotografias gentilmente cedidas pela Extrusal]

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Capítulo 3