Aspersão térmica simultânea de alumínio e cobre sobre liga de alumínio 5052

Abstract

Resumo: A aspersão térmica é um tema em ascensão tanto na indústria quanto no meio acadêmico, pois ao passo que se consolida gradualmente como uma tecnologia de deposição de revestimentos competitiva, versátil e em constante crescimento, ainda hoje oferece diversas oportunidades a serem explorados em termos de pesquisa e desenvolvimento. Dentre as diversas linhas de pesquisa em aspersão térmica, a deposição de materiais dissimilares ou, em outras palavras, a produção de revestimentos bimodais, é um campo de grande interesse, especialmente para desenvolvimento de novos materiais e ligas para revestimentos. A compreensão sobre a composição e microestrutura de um determinado revestimento bimodal e a comprovação de que há formação de liga durante o processo de deposição pode abrir portas para potenciais aplicações na indústria. Dada a motivação, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a deposição de materiais dissimilares utilizando dois processos de aspersão térmica que permitem a deposição bimodal: processo de aspersão térmica por chama, com material alimentado sob forma de pó; e o processo de aspersão térmica por arco elétrico, onde o material está originalmente sob forma de arame. O objeto principal de avaliação desta pesquisa foi a interação dos metais quando depositados e a ocorrência ou não de mistura e formação de liga. Esta verificação será feita mediante a caracterização dos revestimentos. Os materiais escolhidos para este estudo foram o Alumínio e o Cobre, pois são matérias grandemente utilizados na indústria, especialmente na aeronáutica / aeroespacial, ode juntos compõe a liga de Alumínio da série 2xxx. Buscou-se entender, além da simples mistura de materiais e formação de liga, quais as fases formadas e se houve a formação do eutético da liga, microconstituinte de baixo ponto de fusão que é de interesse de determinadas aplicações industriais. Tal formação de microconstituinte eutético foi comprovada para ambos os processos de aspersão utilizados, através de análises de microscopia, as quais revelou formação de estrutura lamelar, e através de análises químicas que evidenciaram coexistência de Alumínio e Cobre nas regiões lamelares e indicaram presença de intermetálico e Alumínio puro. Desta forma, aprofundou-se o entendimento da interação de materiais dissimilares depositados simultaneamente por Aspersão Térmica e provou-se a possibilidade de produzir eutético através deste processo. Palavras-chave: Aspersão Térmica. Bimodal. Alumínio. Cobre. Liga.

Abstract: Thermal Spraying is a rising theme in both industry and academia, as it has gradually been consolidated as a competitive, versatile, and ever-growing coating deposition technology, it still offers many opportunities to be explored in terms of research and development. Among the several lines of research inside thermal spraying theme, the deposition of dissimilar materials or, in other words, the production of bimodal coatings, is a field of great interest, especially for the development of new materials and alloys for coatings. Understanding the composition and microstructure of a given bimodal coating and proving alloying during the deposition process can open doors to potential applications in the industry. Given the motivation, the present work had as its goal to evaluate the deposition of dissimilar materials using two processes of thermal spray that allow the bimodal deposition: flame thermal spray process, with material fed in the form of powder; and the electric arc thermal sprinkling process, where the material is originally in the form of wire. The main object of this evaluation was the interaction of metals when deposited and the occurrence or not of mixing and alloying. This verification shall be made by characterizing the coatings. The materials chosen for this study were Aluminum and Copper, since these are materials widely used in industry, especially in the aeronautics / aerospace streamline in the form of alloys. It was sought to understand, in addition to the simple mixing of materials and alloying, which phases were formed and if there was the formation of the alloy eutectic, a micro-constituent of low melting point that is of interest for certain industrial applications. Such eutectic microconstituent formation was verified for both used spraying processes, through microscopy analysis, which revealed lamellar structure formation, and through chemical analysis that showed coexistence of Aluminum and Copper in the lamellar regions and indicated the presence of intermetallic and pure aluminum. Thus, the interaction of dissimilar materials deposited simultaneously by Thermal Spraying could be clearer understood and the possibility of producing eutectic through this process was also proved. Keywords: Thermal Spraying. Bimodal. Aluminum. Copper. Alloy.