PRODUÇÃO DE ZAMAC 2 POR MOAGEM DE ALTA ENERGIA E CONSOLIDAÇÃO POR CONFORMAÇÃO A QUENTE
ZAMAK 2 ALLOY PRODUCED BY HIGH-ENERGY MECHANICAL MILLING AND CONSOLIDATED BY HOT PRESSING
Thais Alexandrino Proença, Kamila Kazmierczak, Júlio César Giubilei Milan, César Edil da Costa
Resumo
O objetivo deste trabalho foi produzir a liga de Zamac 2 por metalurgia do pó através da moagem de alta energia e posterior conformação a quente. A caracterização dos pós foi realizada quanto à morfologia e à microestrutura, enquanto que os produtos consolidados foram caracterizados quanto a sua microestrutura, densificação final e dureza. A liga Zamac 2 foi preparada por meio da moagem dos pós elementares (Zn, Al, Cu) em moinho atritor operando a 400 rpm com atmosfera de argônio e tempos de moagem variáveis. O produto obtido foi compactado uniaxialmente a frio (400 MPa) e conformado a quente (350°C/500 MPa). As micrografias mostraram que 10 h de moagem foram suficientes para atingir o estado de equilíbrio entre soldagem e fratura das partículas. O pó de Zamac 2 mostrou baixa compressibilidade devido ao aumento da resistência à deformação durante o processo de moagem de alta energia. Após a consolidação, a liga apresentou um aumento de 10% na sua densidade, boa coesão entre as partículas e distribuição homogênea das fases ɳ, α e ε. A dureza da amostra conformada foi estatisticamente igual à da liga Zamac ZL4CZAP fundida.
Palavras-chave
Abstract
The objective of this work was to produce, by high-energy milling, Zamak 2 alloy powder and consolidated it by hot pressing. The characterization of the powders was performed in terms of morphology and microstructure, while the consolidated products were characterized in terms of microstructure, final densification and hardness. Zamak 2 alloy powder was prepared by milling the elementary powders (Zn, Al, Cu) in an attrition mil at 400 rpm, in argon atmosphere and varying times. The obtained powder was compacted (400 MPa) and then hot pressed (350°C/500 MPa). The micrographs showed that 10 h of milling were sufficient to reach the state of equilibrium between welding and fracture. Zamak 2 powder showed low compressibility due to the increased deformation resistance during the high-energy milling. After consolidation, the alloy presented a 10% increase in density, good cohesion between the particles and homogeneous distribution of ɳ, α and ε phases. The hardness of the consolidated sample was statistically equal to that of the Zamak ZL4CZAP casting alloy.
Keywords
References
1 Wu Z, Sandlöbes S, Wu L, Hu W, Gottstein G, Korte-Kerzel S. Mechanical behaviour of Zn–Al–Cu–Mg alloys: deformation mechanisms of As-cast microstructures. Materials Science and Engineering A. 2016;651:675-687.
2 Savaşkan T, Maleki RA, Tan HO. Tribological properties of Zn-25Al-3Cu-1Si alloy. Tribology International. 2015;81:105-111.
3 Eastern Alloys Inc. Overview of zinc die casting alloys [página da internet]. [acesso em 24 abr. 2017]. Disponível em: Disponível em: https://www.eazall.com/overview-of-zinc-alloys
4 American Society for Testing and Materials. ASTM B86-13: Standard Specification for Zinc and Zinc-Aluminum (ZA) alloy foundry and die castings. West Conshohocken: ASTM International; 2013.
5 Costa EM, Costa CE, Dalla FV, Rick C, Scherer M, Santos AC, et al. Study of the influence of copper and magnesium additions on the microstructure formation of Zn-Al hypoeutectic alloys. Journal of Alloys and Compounds. 2009;488:89-99.
6 Auras R, Schvezov C. Wear behavior, microstructure, and dimensional stability of as-cast zinc-aluminum/SIC (metal matrix composites) alloys. Metallurgical and Materials Transactions. A, Physical Metallurgy and Materials Science. 2004;35:1579-1590.
7 Silva FC, Kazmierczak K, Costa CE, Milan JCG, Torralba JM. Zamak 2 alloy produced by mechanical alloying and consolidated by sintering and hot pressing. Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2017;139:1-7.
8 Delforge DYM, Ferreira I, Silva CGR, Paris EAG, Marcelo AL, Novaes RH. Sinterização de uma mistura de cavaco de aço inoxidável com pó do mesmo material. Uma nova tecnologia para a reciclagem de metais? Rem: Revista Escola de Minas. 2007;60:95-100.
9 Gupta N, Basu B. Hot pressing and spark plasma sintering techniques of intermetallic matrix composites. In: Mitra R, editor. Intermetallic matrix composites. USA: Elsevier; 2018. p. 243-302.
10 Silva FC, Kazmierczak K, Costa CE, Milan JCG, Torralba JM. Zamak 2 alloy produced by mechanical alloying and consolidated by sintering and hot pressing. Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2017;139:1-7.