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Alumínio 2014

O alumínio 2014 é uma liga de alumínio de alta resistência e tratável termicamente, otimizada para a usinagem CNC de componentes aeroespaciais, de defesa e de transporte que exigem excelente usinabilidade, resistência à fadiga e rigidez estrutural.

Introdução ao Alumínio 2014

Alumínio 2014 é uma liga de alumínio-cobre de alta resistência, tratável termicamente, da série 2xxx. Ela oferece excelente usinabilidade e resistência à fadiga, tornando-se uma escolha popular em aplicações aeroespaciais, de defesa e estruturais pesadas. Devido ao alto teor de cobre, o Alumínio 2014 possui resistência à corrosão limitada, mas responde bem a tratamentos de superfície protetivos.

Alumínio 2014 é frequentemente selecionado para usinagem CNC de peças que exigem resistência superior, resistência ao desgaste e tolerâncias apertadas sob condições de carga dinâmica ou pesada.

Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Alumínio 2014

Composição Química (Típica)

Elemento	Faixa de Composição (wt.%)	Função Principal
Alumínio (Al)	Balanço	Metal base que fornece integridade estrutural e baixo peso
Cobre (Cu)	3,9–5,0	Aumenta a resistência e a dureza por endurecimento por precipitação
Silício (Si)	0,5–1,2	Melhora a usinabilidade e a fluidez de fundição
Magnésio (Mg)	0,2–0,8	Reforça a liga e melhora o desempenho à fadiga
Manganês (Mn)	0,4–1,2	Melhora a resistência e a ductilidade
Ferro (Fe)	≤0,7	Elemento residual
Zinco (Zn)	≤0,25	Elemento residual
Cromo (Cr)	≤0,10	Refina a estrutura de grão

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor (Típico)	Norma/Condição de Ensaio
Densidade	2,80 g/cm³	ASTM B311
Faixa de Fusão	510–640°C	ASTM E299
Condutividade Térmica	160 W/m·K a 25°C	ASTM E1952
Condutividade Elétrica	36% IACS a 20°C	ASTM B193
Coeficiente de Expansão	23,2 µm/m·°C	ASTM E228
Calor Específico	875 J/kg·K	ASTM E1269
Módulo de Elasticidade	73 GPa	ASTM E111

Propriedades Mecânicas (Têmpera T6)

Propriedade	Valor (Típico)	Norma de Ensaio
Resistência à Tração	460–510 MPa	ASTM E8/E8M
Limite de Escoamento (0,2%)	390–440 MPa	ASTM E8/E8M
Alongamento	≥10%	ASTM E8/E8M
Dureza	120–130 HB	ASTM E10
Resistência à Fadiga	150 MPa	ASTM E466
Tenacidade à Fratura	Moderada	ASTM E399

Principais Características do Alumínio 2014

Excelente Resistência e Resistência à Fadiga: Adequado para componentes com alta capacidade de carga que exigem rigidez e desempenho sob tensão, como estruturas aeronáuticas e peças de suspensão automotiva.

Usinabilidade Superior: Uma das melhores ligas de alumínio para usinagem CNC devido ao teor de silício e à estabilidade térmica — ideal para produção em alta velocidade e alto volume.

Resistência à Corrosão Limitada: Requer tratamentos de superfície protetivos ou revestimentos quando usada em ambientes externos ou propensos à umidade.

Tratável Termicamente para Propriedades Aprimoradas: As propriedades podem ser significativamente melhoradas pelo tratamento térmico T6, alcançando relações resistência/peso superiores.

Boa Resistência ao Desgaste: Suporta desgaste mecânico em conjuntos deslizantes e de suporte de carga, especialmente quando anodizado ou revestido.

Desafios e Soluções na Usinagem CNC do Alumínio 2014

Desafios de Usinagem

Suscetível à Corrosão Após a Usinagem: Especialmente próximo às zonas de corte expostas à umidade ou a produtos químicos.
Controle de Cavacos Necessário: Cavacos longos e enrolados podem interferir na trajetória da ferramenta se não forem gerenciados.
A Condutividade Térmica Pode Aquecer a Ferramenta: Deve ser compensada com fluxo de refrigerante ideal.

Estratégias Otimizadas de Usinagem

Seleção de Ferramentas

Parâmetro	Recomendação	Justificativa
Material da Ferramenta	Ferramentas de metal duro com revestimento TiCN ou TiAlN	Suporta corte em alta velocidade e temperatura
Geometria	Arestas de corte afiadas, quebra-cavacos	Mantém a precisão da peça e a remoção de cavacos
Velocidade de Corte	150–350 m/min	Evita acúmulo de calor e melhora a qualidade do acabamento
Avanço	0,10–0,30 mm/rev	Mantém bordas limpas e reduz o encruamento
Refrigeração	Inundação ou névoa de alta pressão	Reduz o desgaste da ferramenta e melhora o controle dimensional

Parâmetros de Corte do Alumínio 2014 (Conformidade ISO 513)

Operação	Velocidade (m/min)	Avanço (mm/rev)	Profundidade de Corte (mm)	Pressão do Fluido (bar)
Desbaste	150–250	0,20–0,30	2,0–3,5	30–50 (Inundação)
Acabamento	250–350	0,05–0,10	0,5–1,0	50–70 (Inundação/Névoa)

Tratamento de Superfície para Peças CNC em Alumínio 2014

Anodização: Fornece anodização Tipo II ou anodização dura para melhorar a resistência à corrosão e a durabilidade ao desgaste. A espessura varia de 10–50 µm.
Pintura Eletrostática: Adiciona proteção contra corrosão e UV para peças externas. Espessura do revestimento de 60–100 µm.
Eletropolimento: Melhora o acabamento e remove microrebarbas em aplicações aeroespaciais ou de defesa.
Passivação: Normalmente combinada com tratamentos de selagem para reduzir a corrosão em ambientes quimicamente ativos.
Escovamento: Obtém um acabamento limpo e fosco em componentes voltados ao consumidor — Ra 0,8–1,6 µm.
Revestimento Alodine: Conversão cromatizada em conformidade MIL para peças que exigem condutividade elétrica e resistência à corrosão.
Revestimento UV: Adiciona proteção extra a superfícies expostas à luz, umidade ou ambientes industriais.
Revestimento com Verniz: Protege a estética e as propriedades mecânicas de painéis aeroespaciais ou militares de alta visibilidade.