Alumínio 7075
Introdução ao Alumínio 7075
Alumínio 7075 é uma liga de alumínio tratável termicamente de alta resistência, que oferece desempenho mecânico excepcional e elevada resistência à fadiga, especialmente nas indústrias aeroespacial e automotiva. Reconhecida por sua excelente relação resistência/peso, a 7075 supera a maioria dos outros graus de alumínio em aplicações estruturais que exigem durabilidade sob carregamentos dinâmicos.
Graças à sua usinabilidade e à dureza superior nas condições T6 e T73, o Alumínio 7075 é ideal para usinagem CNC de peças de alto desempenho, como ferramental, estruturas, componentes de suspensão e equipamentos de padrão militar.
Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Alumínio 7075
Composição Química (Típica)
Elemento | Faixa de Composição (%, em peso) | Função Principal |
|---|---|---|
Alumínio (Al) | Balance | Base leve com resistência à corrosão |
Zinco (Zn) | 5.1–6.1 | Principal elemento de reforço por endurecimento por precipitação |
Magnésio (Mg) | 2.1–2.9 | Melhora a resistência e a dureza |
Cobre (Cu) | 1.2–2.0 | Aumenta a dureza e a resistência ao desgaste |
Cromo (Cr) | 0.18–0.28 | Melhora a resistência à corrosão e a tenacidade |
Ferro (Fe) | ≤0.50 | Elemento residual |
Silício (Si) | ≤0.40 | Elemento residual |
Manganês (Mn) | ≤0.30 | Elemento residual |
Titânio (Ti) | ≤0.20 | Elemento refinador de grão |
Propriedades Físicas
Propriedade | Valor (Típico) | Norma/Condição de Ensaio |
|---|---|---|
Densidade | 2.81 g/cm³ | ASTM B311 |
Ponto de Fusão | 477–635°C | ASTM E299 |
Condutividade Térmica | 130 W/m·K a 25°C | ASTM E1952 |
Condutividade Elétrica | 33% IACS a 20°C | ASTM B193 |
Coeficiente de Expansão | 21.2 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacidade Calorífica Específica | 960 J/kg·K | ASTM E1269 |
Módulo de Elasticidade | 71.7 GPa | ASTM E111 |
Propriedades Mecânicas (Condição T6/T73)
Propriedade | Valor (Típico) | Norma de Ensaio |
|---|---|---|
Resistência à Tração | 510–570 MPa (T6) | ASTM E8/E8M |
Limite de Escoamento (0,2%) | 430–505 MPa (T6) | ASTM E8/E8M |
Alongamento | ≥7% (T6), ≥11% (T73) | ASTM E8/E8M |
Dureza | 150–175 HB | ASTM E10 |
Resistência à Fadiga | 160 MPa (T6) | ASTM E466 |
Resistência ao Impacto | Alta (T73) | ASTM E23 |
Principais Características do Alumínio 7075
Alta Relação Resistência/Peso: O Alumínio 7075 apresenta uma das maiores resistências à tração entre as ligas de alumínio, permitindo redução de peso sem comprometer a capacidade de carga. É ideal para membros estruturais aeroespaciais e montagens móveis de alta velocidade.
Excelente Resistência à Fadiga: Especialmente na condição T6, o 7075 é projetado para resistir à propagação de trincas sob tensões repetidas—tornando-o adequado para asas, caixas de transmissão e componentes mecânicos de alto ciclo.
Resistência à Corrosão Moderada: Embora não seja tão resistente à corrosão quanto 6061 ou 6063, o 7075 responde bem à anodização ou ao revestimento Alodine para proteção adicional em ambientes marítimos ou úmidos.
Estabilidade Dimensional e Resistência ao Desgaste: Sua dureza e resistência reduzem deflexão e desgaste de ferramenta, mantendo tolerâncias de ±0,005 mm em peças usinadas em CNC, com mínima distorção durante ciclos térmicos.
Baixa Conformabilidade, mas Excelente Usinabilidade: Embora não seja ideal para dobras profundas ou conformação, o 7075 usina de forma limpa e eficiente com ferramentas de metal duro, viabilizando produção de peças de alta precisão.
Desafios e Soluções de Usinagem CNC para Alumínio 7075
Desafios de Usinagem
Alta Dureza: Acelera o desgaste da ferramenta em comparação com ligas de alumínio mais macias.
Encruamento: Requer corte consistente para evitar zonas endurecidas localizadas.
Sensibilidade Térmica: Gera calor rapidamente, exigindo refrigeração adequada em cortes profundos.
Estratégias de Usinagem Otimizadas
Seleção de Ferramentas
Parâmetro | Recomendação | Justificativa |
|---|---|---|
Material da Ferramenta | Metal duro microgrão ou metal duro com revestimento | Resiste ao desgaste de aresta e mantém a afiação |
Geometria | Ângulo de saída neutro a alto | Equilibra resistência e evacuação de cavaco |
Velocidade de Corte | 150–250 m/min (T6) | Evita superaquecimento e falha prematura da ferramenta |
Avanço | 0.08–0.20 mm/rev | Mantém espessura de cavaco e vida útil da ferramenta |
Fluido de Corte | Refrigeração por jorro de alta pressão ou névoa | Reduz deformação térmica e garante acabamento limpo |
Parâmetros de Corte do Alumínio 7075 (Conformidade ISO 513)
Operação | Velocidade (m/min) | Avanço (mm/rev) | Profundidade de Corte (mm) | Pressão do Fluido (bar) |
|---|---|---|---|---|
Desbaste | 150–200 | 0.15–0.20 | 2.0–4.0 | 30–50 (jorro) |
Acabamento | 200–250 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | 50–80 (névoa/jorro) |
Tratamento de Superfície para Peças CNC de Alumínio 7075
Anodização: A anodização Tipo II e a anodização dura melhoram a resistência à corrosão e a dureza superficial, embora a uniformidade de cor possa variar.
Pintura a Pó: Adiciona uma camada protetora resistente a impacto, com boa estabilidade química para peças externas ou robustas.
Eletropolimento: Melhora a aparência e a proteção contra corrosão para ferragens aeroespaciais críticas.
Passivação: Reduz contaminantes residuais e restaura a integridade do óxido após a usinagem.
Escovamento: Proporciona acabamento fosco ou acetinado, ideal para componentes de alto toque e superfícies de alta visibilidade.
Revestimento Alodine: Oferece acabamento condutivo e resistente à corrosão sem impacto dimensional; amplamente utilizado na aviação.
Revestimento UV: Camada transparente de cura rápida para resistência química e durabilidade do acabamento em eletrônicos de consumo.
Revestimento de Verniz: Protege e realça o brilho de superfícies de alumínio usinadas em ferramentas, óptica e carcaças mecânicas.
Aplicações Industriais do Alumínio 7075
Aeroespacial: Estruturas de fuselagem, componentes de trem de pouso, suportes e atuadores que exigem alta resistência e excelente desempenho em fadiga.
Defesa & Equipamentos: Componentes estruturais e suportes de alta rigidez para ambientes severos que demandam dureza e estabilidade dimensional.
Automotivo: Braços de suspensão para competição, cubos de roda, sistemas de ligação de alta performance e suportes estruturais.
Robótica: Braços robóticos de alto desempenho, quadros de drones e carcaças estruturais expostas a movimento e vibração.
Ferramental & Moldes: Dispositivos de fixação, matrizes e placas de moldes de precisão que exigem resistência ao desgaste, tolerâncias apertadas e alta precisão dimensional.
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