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Title: Analisi delle proprietà meccaniche di billette di alluminio ottenute tramite Friction Consolidation.
Authors: Barbosa, Bruna Anselmo
metadata.dc.contributor.advisor: Fratini, Livan
Buffa, Gianluca
Baffari, Dario
metadata.dc.contributor.referee: Fratini, Livan
Buffa, Gianluca
D'Acquisto, Leonardo
Pipitone, Emiliano
Marannano, Giuseppe
Petrucci, Giovanni
Pitarresi, Giuseppe
Keywords: Friction consolidation
Leghe di alluminio
Trucioli
Riciclaggio
Issue Date: 2018
Citation: BARBOSA, Bruna Anselmo. Analisi delle proprietà meccaniche di billette di alluminio ottenute tramite Friction Consolidation. 2018. 77 f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Scuola Politecnica, Università degli Studi di Palermo, Palermo, 2018.
Abstract: O uso em larga escala das ligas de alumínio é associado, entre outros fatores, à excelente combinação entre baixo peso específico e elevada resistência mecânica, que em alguns casos é comparável a do aço estrutural. Estas características são fundamentais para aplicação industrial, como em barcos, aeronaves e automóveis, e fazem destas ligas um importante grupo de materiais por conta do elevado valor tecnológico das mesmas. O processo de produção do alumínio primário passa da extração da bauxita, ao refinamento e, em seguida, à obtenção da alumina, de onde se obtém o alumínio líquido, que é fundido em ligotes de diversos tamanhos e formas, a depender da finalidade no futuro. Além das inúmeras vantagens ambientais (tais como a redução da geração de resíduos, redução da emissão de gases de efeito estufa e redução da demanda energética para a produção primária), a reciclagem das ligas de alumínio traz um enorme benefício econômico porque é um processo muito menos dispendioso e pode ser realizado infinitas vezes para este tipo de material. A título de exemplo: estima-se que a reciclagem por refusão para obter alumínio secundário, aquele derivado do trabalho do alumínio descartado, consome apenas 5% da energia total necessária para a produção de alumínio primário. Porém, os métodos convencionais (como a refusão e a metalurgia do pó) apresentam altas taxas de perdas em todas as fases de seus processos de reciclagem, chegando a consideráveis 50% do volume inicial de material trabalhado, e geram resíduos de difícil reuso ou até mesmo perigosos à saúde e ao meio ambiente. Uma outra limitação desses métodos, é que a maioria deles é de difícil aplicação aos resíduos de processos industriais de fabricação (o cavaco), o mais difícil entre os tipos de resíduo de ligas de alumínio a ser reciclado, por conta da sua forma alongada e espiral, dimensões pequenas, contaminação das suas superfícies por óxidos, óleo lubrificante, entre outros. Se faz então necessário o desenvolvimento de novos métodos que permitam de modo fácil, eficiente, barato e sustentável tornar reutilizável este tipo de material. São chamados de processos diretos de reciclagem (ou mesmo reciclagem ao estado sólido) os métodos que reciclam o material trabalhado diretamente da sua forma sólida, sem passar por nenhum processo de reconfiguração da forma física (trituração, refusão, etc.) do material, baseando--se apenas na deformação plástica severa do material, poupando energia e reduzindo perdas. Este trabalho trata em particular da utilização do Friction Stir Consolidation (FSC), um processo ao estado sólido, para reciclagem de cavaco de liga de alumínio e posterior análise de algumas propriedades físicas e mecânicas dos corpos de prova obtidos e sua relação com os diversos valores de alguns dos parâmetros de processo (massa, rotação e tempo de aplicação de carga) utilizados para a fabricação dos mesmos.
metadata.dc.description.abstracten: L’uso su larga scala delle leghe di alluminio è associato, tra altri fattori, all’eccellente combinazione tra basso peso specifico e elevata resistenza meccanica, che in alcuni casi è uguale all’acciaio strutturale. Queste caratteristiche sono fondamentali per applicazioni industriali, come navi, aeroplani e automobili, e rendono queste leghe un importante gruppo di materiali a causa del loro elevato valore tecnologico. Il processo di produzione di alluminio primario passa dall'estrazione della bauxite, al processo di raffinazione e all'ottenimento dell'allumina, da cui si ottiene l'alluminio liquido, che viene fuso in diversi lingotti, in base allo scopo futuro. Oltre a numerosi vantaggi ambientali (riduzione della produzione di rifiuti, dell’emissioni di gas a effetto serra, della domanda di energia), il riciclaggio di questo materiale rappresenta un considerevole vantaggio economico perché è un processo più economico e può essere fatto all'infinito. Si stima che il riciclaggio mediante rifusione per ottenere alluminio secondario, quello derivato dalla lavorazione del metallo di scarto, consumi solo 5% dell'energia totale necessaria per ottenere l'alluminio primario. Tuttavia, i metodi convenzionali (come la rifusione e la metallurgia delle polveri) presentano perdite in tutte le fasi del processo di riciclaggio, che possono raggiungere 50% del volume iniziale di materiale, e generare pericolosi rifiuti, oltre ad essere di complicata applicazione ai trucioli derivati dalla lavorazione dell'alluminio, il più difficile tra i tipi di scarti di alluminio da riciclare, a causa della loro forma allungata e spirale, piccole dimensioni, contaminazione superficiale con ossidi, olio lubrificante, ecc. È necessario lo sviluppo di nuovi metodi che possano rendere questo materiale riutilizzabile in modo economico, efficiente e sostenibile. Sono i processi diretti di riciclaggio (oppure riciclaggio allo stato solido) quelli che riciclano il materiale direttamente dalla sua forma solida, evitando la fase di fusione, risparmiando energia e riducendo la perdita di materiale. Questi sono basati su una deformazione plastica severa. Questa tesi tratterà in particolare l’applicazione del processo di Friction Stir Consolidation (FSC), un processo allo stato solido, al riciclo di trucioli di lega di alluminio e l’analisi delle proprietà meccaniche dei prodotti ottenuti a diversi valori di parametro di processo.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/2280
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