3 tipos de metais leves: Guia completo

Existem muitos tipos de metais e cada um deles tem uma composição, propriedade e natureza diferentes. Para além dos metais pesados, a procura de metais leves é bastante comum em algumas indústrias sensíveis.

Se quiser saber mais sobre estes metais leves, este guia contém informações pormenorizadas. Então, vamos lá ler.

O que é o Light Metal?

Os metais leves desempenham um papel vital no fabrico de componentes para muitas indústrias, como a aeroespacial, a eletrónica e a automóvel.

São conhecidos pelo seu baixo peso, o que ajuda a obter eficiência de combustível para veículos e aeronaves e melhora a sua estética.

Tipos de metais leves

Os três diferentes metais leves são discutidos a seguir.

Alumínio

Alumínio é conhecido pelas suas excelentes propriedades, resistência à corrosão, força e leveza. O alumínio é ligado a diferentes materiais não ferrosos e, por isso, tem propriedades físicas melhoradas.

Existem diferentes graus de alumínio, e cada grau oferece durabilidade, resistência à corrosão e ductilidade.

O alumínio é condutor de eletricidade e calor. Oferece uma excelente maquinabilidade e capacidade de fundição, uma vez que tem uma fluidez e um ponto de fusão moderados.

Prós do alumínio

• O alumínio oferece resistência à corrosão.
• Tem um peso de cerca de um terço do aço, o que o torna uma escolha perfeitamente leve.
• Pode ser reciclado.
• As ligas de alumínio são conhecidas pela sua condutividade térmica e eléctrica.
• O alumínio é altamente moldável e maquinável.

Contras do alumínio

• Alguns tipos de alumínio são muito caros.
• O alumínio pode por vezes necessitar de tratamentos térmicos para atingir as propriedades pretendidas.

Aplicações

• Na indústria naval, os eixos das hélices e os cascos dos barcos são fabricados com alumínio.
• As carroçarias, as rodas e até os blocos de motor das indústrias automóveis utilizam alumínio.
• Os componentes electrónicos, as placas de circuitos, as caixas e os dissipadores de calor são feitos de alumínio.

Titânio

Titânio é um material leve que é conhecido pela sua elevada resistência. Tem baixa densidade, elevada resistência à tração e oferece dureza quando exposto a temperaturas elevadas.

No entanto, a maquinabilidade do titânio é muito baixa devido à sua dureza e baixa dissipação de calor; por isso, são necessárias ferramentas de maquinagem especializadas.

Prós do titânio

• A relação resistência/peso do titânio é elevada.
• Oferece uma elevada resistência à corrosão
• O titânio é reciclável
• Tem um módulo baixo e, por conseguinte, é menos rígido.

Contras do titânio

• O titânio é muito caro
• Tem baixa maquinabilidade devido à sua dureza
• Tem baixa condutividade térmica.

Aplicações

• Os componentes estruturais, os sistemas de escape e as peças do motor dos aviões são fabricados com titânio.
• Os quadros de bicicletas e os equipamentos desportivos são fabricados com ligas de titânio.
• No sector da produção de energia, os permutadores de calor e as pás das turbinas utilizam titânio.

Magnésio

Magnésio é um metal que tem uma cor cinzenta e uma superfície brilhante, um baixo ponto de fusão e densidade e uma elevada reatividade química. É um metal muito leve. É composto por silício, manganês, zinco e alumínio.

Prós do magnésio

• Oferece uma excelente estabilidade dimensional
• A elevada capacidade de fundição do magnésio torna-o adequado para a fundição de metais.
• Oferece uma elevada resistência ao impacto
• É muito leve.

Contras do magnésio

• Tem um ponto de fusão muito baixo.
• Pode incendiar-se devido à sua elevada inflamabilidade.
• Não é resistente à corrosão.

Aplicações

• As rodas e os blocos de motor dos automóveis são fabricados com magnésio.
• As partes interiores de um avião e o trem de aterragem têm ligas de magnésio.
• Em aplicações industriais, ajuda a fabricar peças de maquinaria, ferramentas eléctricas e estruturas.

Tabela de comparação de metais leves

A tabela abaixo mostra, num relance, as propriedades do alumínio, do titânio e do magnésio.

Formas comuns de processamento de metais leves

Algumas das formas de processamento de metais leves são as seguintes:

Formação

Formação é uma técnica de processamento de metais em que o metal é convertido numa forma utilizável. Tem diferentes métodos como a extrusão, a dobragem, a dobragem por travão, a estampagem e a dobragem por rolo.

Ocorre a altas temperaturas e é principalmente utilizado para formar extrusão de magnésio.

Processamento de pós

O processamento de pós consiste em aplicar pressão e calor ao pó, de modo a formar componentes com uma textura dura. Este pó é criado a partir de metal fundido e é depois passado através de um bocal na presença de gás inerte ou de água pulverizada.

Parte-o em gotículas, que mais tarde são convertidas em pó. O pó metálico é depois pulverizado para criar peças em bruto, que são posteriormente moldadas.

Processamento da fusão

A fundição por fusão é um processo em que o metal fundido é vertido no molde e, quando arrefece, obtém-se um componente duro. Existem muitos métodos para este efeito, como a fundição de paredes finas, a fundição de alta integridade e a fundição de metais diferentes.

Processamento termo-mecânico

O processamento termomecânico é um método de processamento que cuida da térmica e da deformação, o que melhora as propriedades do material. Permite a criação de componentes a baixo custo, sendo estes componentes leves e de alta precisão.

A temperatura, a deformação e o arrefecimento são geridos com precisão durante o processo, o que ajuda a otimizar a microestrutura do material.

A necessidade de reaquecimento e têmpera é eliminada. Este método de processamento é adequado para alumínio e titânio e melhora a sua resistência à fratura, força e resistência à fadiga.

Maquinação CNC

Maquinação CNC é também escolhida para o processamento de materiais leves, utilizando a tecnologia CNC para criar componentes de elevada precisão.

No entanto, cada material tem uma resposta diferente à maquinagem; o alumínio é altamente maquinável, mas o magnésio não o é e necessita de cuidados.

O processo de maquinagem CNC permite o fabrico de componentes com elevada estabilidade dimensional e tolerância apertada.

Como selecionar o metal leve adequado?

Ao selecionar os materiais leves, algumas das considerações importantes a ter em conta são discutidas abaixo:

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas do metal devem ser analisadas, o que inclui considerar a ductilidade, a resistência, a maquinabilidade e a durabilidade do material.

O alumínio e o titânio têm a capacidade de lidar com o stress. Por conseguinte, as aplicações que necessitam deste tipo de componentes podem ser efectuadas com alumínio e titânio.

Propriedades térmicas

As propriedades térmicas de um metal também têm impacto no seu desempenho quando se trabalha em ambientes de alta temperatura.

Alguns metais, como o alumínio, têm uma elevada condutividade térmica, mas o titânio não. Assim, se forem fabricados permutadores de calor para sistemas de refrigeração, o alumínio pode ser uma melhor escolha.

Considerações sobre o peso

O peso é também uma preocupação importante em muitas indústrias, especialmente nas indústrias automóvel e aeroespacial. Por conseguinte, o metal deve ter uma resistência suficiente e um peso limitado. O magnésio e o titânio são os metais mais leves.

Resistência à corrosão

A resistência à corrosão de um metal desempenha um papel crucial em muitos ambientes agressivos. A escolha dos metais é feita através da análise do ambiente a que vão estar sujeitos.

Fabrico e transformação

A técnica de processamento também determinará a seleção do material; alguns metais são utilizáveis para fundição e outros são adequados para maquinagem CNC. Por conseguinte, ao selecionar metais leves, a sua compatibilidade com o método de processamento é essencial.

Custo

A consideração do custo desempenha um papel crucial na seleção de materiais. O titânio, embora seja um dos materiais com melhor desempenho, é caro. Assim, com base nos requisitos da aplicação e no orçamento, são selecionadas diferentes alternativas.

Outras alternativas ao Metal leve

Os metais leves têm algumas alternativas que podem ser escolhidas em vez dos metais, e que são discutidas abaixo:

Compósitos

Os compósitos são fabricados através da combinação de diferentes materiais com diferentes propriedades químicas e físicas. Estes materiais têm uma elevada resistência e são leves. Alguns dos compósitos são ainda mais leves do que os metais e têm uma resistência superior, o que os torna adequados para utilização e personalização.

Fibra de carbono

Fibra de carbono é um polímero constituído por filamentos de carbono em forma cristalina. Tem uma resistência muito elevada e um peso reduzido. É mais forte do que o aço e oferece uma excelente resistência à corrosão.

Conclusão

Compreender todos os pormenores sobre os metais leves é muito importante quando se opta por eles em projectos.

Se também pretende mandar processar metais leves para as suas aplicações, nós da DEK pode ajudá-lo. Dispomos de uma vasta gama de selecções de metais e de capacidades de processamento versáteis.

FAQs

1. Porquê escolher metais leves para os seus projectos?

Os metais leves oferecem eficiência de combustível, melhoram o desempenho e até reduzem a capacidade de carga útil das aplicações.

2. O titânio pode enferrujar?

Não, o titânio não enferruja nem corrói quando sujeito a uma exposição severa.

3. De que forma é que os materiais leves afectam a conceção das peças?

Os materiais leves oferecem designs inovadores e formas complexas, aumentando a flexibilidade do design.

4. O titânio é mais leve do que o alumínio?

Não, o alumínio é mais leve do que o titânio, mas o titânio é mais potente.