Liga de alumínio é a combinação do metal com pequenas adições de outros elementos, e essa receita define resistência, acabamento e facilidade de extrusão do perfil. Séries agrupam as ligas pelo elemento principal, e as duas que dominam a extrusão são a 3000, de Manganês, mais conformável e resistente à corrosão. A 6000, de Magnésio e Silício, concentra as ligas estruturais e responde por quase todo perfil extrudado.
Seção, espessura de parede e encaixe costumam estar fechados quando a conversa chega à liga, e essa ordem trabalha contra o projeto, porque a liga limita o que a matriz consegue produzir. Desenho com parede fina e detalhe complexo pede material que escoe bem na matriz, e nem toda liga escoa igual.
A classificação das ligas e o vocabulário do setor seguem o sistema que a Associação Brasileira do Alumínio mantém, e ela também supervisiona o comitê brasileiro que elabora e revisa as normas técnicas do material.
O que o número da liga quer dizer?
Liga de alumínio trabalhável recebe uma designação de quatro dígitos em que o primeiro deles identifica o elemento de liga principal, e é por isso que o número já diz muita coisa sobre o material antes de qualquer consulta a catálogo.
| Série | Elemento principal |
|---|---|
| 1000 | Alumínio não ligado, com pureza mínima declarada |
| 3000 | Manganês |
| 5000 | Magnésio |
| 6000 | Magnésio e Silício |
| 7000 | Zinco |
Os três dígitos seguintes identificam a liga específica dentro da série. Na 6063, o 6 diz Magnésio e Silício, e o 063 é aquela composição em particular, com sua faixa de elementos e suas propriedades declaradas em norma.
Já a resistência do perfil pronto o número não diz, porque ela depende da têmpera aplicada depois da extrusão, que é justamente a parte da especificação que mais some do desenho que chega ao fornecedor.
Série 3000 e série 6000, lado a lado
No portfólio de extrusão da maioria dos fabricantes brasileiros, as duas séries convivem, e elas cobrem necessidades bastante diferentes uma da outra.
| Série 3000 | Série 6000 | |
|---|---|---|
| Elemento principal | Manganês | Magnésio e Silício |
| Resistência mecânica | moderada | de moderada a alta, conforme liga e têmpera |
| Conformabilidade | alta, aceita dobra e conformação a frio | boa, com limite conforme a têmpera |
| Tratamento térmico | não tratável termicamente | tratável termicamente, e é daí que vem a resistência |
| Resposta a acabamento | boa | boa, com resultado de anodização mais uniforme nas ligas de extrusão |
| Aplicação típica | peça conformada, componente que dobra | perfil estrutural, esquadria, dissipador, componente de máquina |
Tratamento térmico é o que separa as duas na prática, porque a série 3000 chega à resistência que tem por encruamento, isto é, por deformação a frio. Já a série 6000 responde a tratamento térmico, e por isso alcança propriedades mais altas sem que seja preciso trocar de liga.
As ligas de extrusão mais comuns, e o que separa uma da outra
Dentro da série 6000, três nomes aparecem com frequência em perfil extrudado, e a diferença entre eles é de equilíbrio entre extrudabilidade e resistência.
- 6060, com a melhor extrudabilidade das três. Ela escoa bem em seção complexa e parede fina, e é a escolha natural quando o desenho tem detalhe, encaixe e tolerância apertada
- 6063, a mais usada em esquadria e perfil arquitetônico. Ela combina boa extrudabilidade com acabamento superficial regular, que é o que a anodização cobra
- 6005, com resistência mecânica mais alta que as duas anteriores, e extrudabilidade um pouco menor. Ela aparece quando o perfil trabalha sob esforço estrutural
Entre elas, a escolha raramente é livre, porque o desenho da seção já elimina parte das opções antes de qualquer discussão de custo, já que parede fina e raio pequeno cobram material que escoe bem na matriz.
A têmpera é metade da especificação
Especificar “6063” sem dizer a têmpera é especificar metade, porque têmpera é o tratamento que o perfil recebe depois da extrusão para ganhar resistência. A mesma liga entrega valores bastante diferentes conforme esse tratamento, e o perfil que chega à montagem pode não ser aquele que o projeto imaginou.
Envelhecer artificialmente, que é o coração das têmperas de extrusão, significa manter o perfil em forno por algumas horas, em temperatura controlada. Nesse tempo, Magnésio e Silício formam partículas microscópicas dentro do metal, e são essas partículas que endurecem a liga.
T5 aproveita o calor com que o perfil já sai da prensa, porque a extrusão acontece em temperatura alta o bastante para dispensar um aquecimento novo. O material resfriado a partir da temperatura de extrusão segue direto para o envelhecimento artificial, e essa economia de etapa tornou o T5 a rota mais comum em perfil extrudado.
Já o T6 acrescenta uma etapa chamada solubilização antes do envelhecimento, em que o perfil volta ao forno numa temperatura mais alta para dissolver os elementos de liga de maneira uniforme no metal. Esse passo a mais entrega resistência mecânica superior à do T5 na mesma liga, com contrapartida em custo de processo.
O requisito de tratamento térmico de liga trabalhável tem norma brasileira própria, a ABNT NBR 12315, disponível no catálogo da ABNT.
Acabamento entra na escolha da liga
Anodização converte a superfície do próprio metal numa camada protetora, em vez de depositar uma película por cima, de modo que o resultado depende da composição da liga e obriga a decidir liga e acabamento na mesma conversa.
Ligas de extrusão da série 6000 costumam dar anodização mais uniforme, com menos variação de tom ao longo da barra. Quando o projeto tem cor definida e várias peças montadas lado a lado, essa uniformidade deixa de ser detalhe de acabamento e vira requisito de recebimento.
Pintura eletrostática é menos sensível à liga, porque a película fica sobre o perfil e não depende da composição para se formar.
Quatro perguntas que definem a liga antes de abrir a matriz
Conversas técnicas sobre liga rendem mais quando partem destas quatro perguntas do que quando partem de um número de catálogo já escolhido.
- Que esforço a peça vai sofrer? Carga estrutural puxa para as ligas de maior resistência da série 6000, com têmpera compatível, enquanto peça que apenas posiciona ou fecha não precisa disso. Pagar por resistência que não será usada encarece o perfil sem melhorar nada na aplicação.
- Em que ambiente ela vai viver? Interno, urbano, industrial e litorâneo são realidades bastante diferentes de corrosão, e a resposta a essa pergunta muda menos a liga escolhida e mais o acabamento que ela vai exigir.
- O perfil vai receber acabamento, e qual? Anodização pede atenção à composição da liga, pintura eletrostática é mais tolerante quanto a isso, e perfil que fica bruto não precisa pagar por nenhuma das duas exigências.
- Vem processo depois da extrusão? Dobra, conformação, usinagem e solda cobram propriedades diferentes entre si, e material de resistência alta costuma ser menos conformável. Uma peça que precisa dobrar depois de pronta não aceita a mesma têmpera de outra que só será parafusada.
Perguntas frequentes
Qual liga de alumínio usar no meu perfil?
Esforço mecânico, ambiente de uso, acabamento previsto e processo posterior à extrusão decidem a liga em conjunto. A série 6000 responde por quase todo perfil extrudado, e dentro dela a liga muda conforme o equilíbrio entre extrudabilidade e resistência que o desenho pede.
Qual a diferença entre a série 3000 e a 6000?
A série 3000 tem Manganês como elemento principal, não é tratável termicamente e é mais conformável, o que a torna adequada a peça que dobra. A série 6000 tem Magnésio e Silício, é tratável termicamente e alcança resistência mais alta, o que a torna a série do perfil estrutural e arquitetônico.
O que significa a têmpera T5 e T6?
T5 é o material resfriado a partir da temperatura de extrusão e depois envelhecido artificialmente, aproveitando o calor do processo. T6 passa por solubilização, uma etapa de forno que dissolve os elementos de liga de maneira uniforme antes do envelhecimento, e entrega resistência mecânica superior na mesma liga, com custo de processo maior.
Qual liga de alumínio é mais resistente?
Entre as de extrusão, a 6005 entrega resistência mecânica mais alta que a 6060 e a 6063, e a têmpera muda esse número de novo. Resistência sozinha não é critério de escolha: liga mais resistente costuma ser menos conformável e mais difícil de extrudar em seção complexa.
Que liga de alumínio aceita anodização?
Praticamente todas as ligas aceitam anodização, e a uniformidade do resultado é que separa uma da outra. A camada se forma a partir do próprio metal, então a composição da liga afeta o tom ao longo da barra. Ligas de extrusão da série 6000 costumam entregar acabamento mais regular.
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Fale com a engenharia
Desenho sozinho não fecha a escolha da liga, porque a resposta certa sai do encontro entre o que a peça precisa fazer e o que a extrusão consegue produzir naquela seção. Esse encontro acontece na conversa entre quem projeta e quem extruda.
Há 47 anos a Alumind extruda ligas das séries 3000 e 6000 em São José dos Pinhais, desenvolvendo o perfil junto do cliente. A engenharia avalia seção, tolerância, acabamento previsto e o que vem depois na linha. As homologações da casa incluem projetos de exigência elevada, como Angra 3, pela Eletronuclear, e o caminho para a indústria está descrito em soluções em alumínio para indústrias.
Fale com a engenharia da Alumind e envie o desenho, o esforço previsto, o ambiente de uso e o acabamento desejado.
