Dissertação de mestrado integrado em Engenharia MecânicaAs ligas de alumínio são globalmente utilizadas em inúmeras atividades. Sendo estas, indústrias
muito competitivas, existe a necessidade de um melhoramento constante de todos os intervenientes
no processo produtivo. Essas melhorias têm como objetivo reduzir custos e/ou melhorar o
desempenho dos componentes e têm vindo a ser efetuadas quer pelo recurso a novas técnicas de
produção, quer pelo desenvolvimento de novas ligas/composições.
Neste âmbito, o objetivo central deste projeto consistiu no estudo da conjugação de duas
tecnologias distintas, Squeeze Casting e Ultrassons, para analisar a melhoria das propriedades
mecânicas das ligas de alumínio, decorrentes dessa combinação. Inicialmente, foram realizados
testes para cada uma das tecnologias singularmente, os quais se constituíram como ensaios de
controlo, tendo sido depois avaliada a sua conjugação para diversos parâmetros.
Foi desenvolvido um projeto para um equipamento experimental com vista à realização dos
ensaios, mas, por motivos alheios ao autor, não foi possível a sua construção.
No entanto, com recurso à colaboração de uma empresa local, foram realizados ensaios para
estudar o efeito da conjugação das duas tecnologias. Mais especificamente, foi estudado o efeito de
dois níveis de pressão distintos – 5 e 10 MPa – e de dois métodos de aplicação de ultrassons ao
banho metálico – direto isotérmico por via de um radiador acústico e indireto através da coquilha,
durante a solidificação.
Foram avaliadas as características microestruturais, a dureza e a densidade das amostras dos
diferentes ensaios. Verificou-se que as amostras resultantes da conjugação das tecnologias
apresentam características microestruturais muito favoráveis – afinadas e modificadas (silício e
componentes intermetálicos) – quando comparadas com os ensaios de cada uma das tecnologias
singularmente. Foi possível a obtenção de amostras com cerca de 98.5% da densidade teórica com
a aplicação direta da pressão contra os 95,6% obtidos apenas com desgaseificação. Os resultados
relativos à dureza não foram conclusivos.
Os resultados parecem indicar que a conjugação das duas tecnologias é benéfica, permitindo a
obtenção de componentes complexos, afinados e livres de porosidades com pressões relativamente
baixas.The aluminum alloys are used all over the world in countless industrial activities. These activities
are very competitive and demand constant improvement of all the parts involved in the productive
process. Those improvements, aimed to reduce costs or improve the components performance, are
done by using new production technics or by the development of new alloys and their treatment.
In this context, the main goal of the project consists in the study of the conjugation of two different
technologies, Squeeze Casting and Ultrasonic Melt Treatment, to analyze the improvement of
the mechanical characteristics in aluminum alloys resultant of that combination. An equipment project
was developed to build an experimental machine for the trials, but, due to the state of the national
economy, that goal was not achieved. Even though, thanks to a local company, it was possible to
conduct the trials. The first ones were made with each technology alone and were considered control
trials. Afterwards, the combination of the two technologies was evaluated using different parameters
– two pressure values (5 and 10 MPa) and two ultrasonic application methods (direct isothermal,
using an acoustic radiator, and indirect, through the mold, during the solidification).
Several aspects where evaluated, such as, the microstructural characteristics, the hardness and
the density of each sample. The samples obtained with the combination of the two technologies were
refined and modified – both the silicon and the intermetallic particles. With the application of pressure
during the solidification, the density value increased (98,5% of the theoretical density against 95,6%
without the application of pressure). The hardness trials were inconclusive.
The results seem to indicate that the combination of these two technologies is interesting and
might allow the production of complex, refined and pores free components. Additionally, it may allow
the reduction of the pressure values used in the Squeeze Casting operations
