Alumínio 6061 e A390: por que o silício muda a estratégia de usinagem

Série Usinabilidade dos materiais • Parte 5
Por Neider Soares
Adaptação editorial: Usinagem360

Usinar uma peça de alumínio 6061 e repetir a mesma estratégia em uma liga A390 pode produzir resultados muito diferentes. O nome alumínio, por si só, não descreve os mecanismos que vão limitar a vida da ferramenta ou a qualidade da superfície.

O teor de silício é um dos fatores centrais nessa comparação. Sua presença e sua distribuição na microestrutura ajudam a explicar a passagem de problemas ligados à aderência do material para situações em que o desgaste abrasivo ganha importância.

Isso não significa que a composição seja o único critério. Condição de fornecimento, tratamento térmico, ferramenta e parâmetros também precisam entrar na análise. Nesta quinta parte da série, o foco está em três situações frequentes na usinagem das ligas de alumínio.

Baixo silício: controlar a aderência e a saída do cavaco

Ligas trabalhadas mecanicamente, como 6061-T6 e 7075-T6, têm baixo teor de silício em comparação com ligas de fundição de alto silício. Elas não devem, porém, ser tratadas como materiais de propriedades idênticas: composição e tratamento diferenciam sua resistência e sua resposta ao corte.

Entre os problemas possíveis estão a aderência de alumínio à ferramenta e a formação de aresta postiça de corte, conhecida pela sigla BUE. Esse acúmulo altera a geometria efetiva da aresta e pode prejudicar o acabamento e a regularidade dimensional.

Cavacos longos e evacuação insuficiente também podem comprometer o processo, especialmente nos canais de brocas e fresas. A presença de rebarbas e de material aderido deve orientar o diagnóstico.

Geometrias positivas, arestas afiadas e superfícies polidas favorecem o escoamento do cavaco. Lubrificação, refrigeração e velocidade de corte devem ser ajustadas à operação e às recomendações da ferramenta, evitando transformar velocidade elevada em uma receita universal.

Ligas fundidas: o silício muda o equilíbrio do processo

Nas ligas fundidas de alumínio-silício, a presença de silício pode favorecer a fragmentação do cavaco, ao mesmo tempo que aumenta a solicitação abrasiva sobre a aresta. O equilíbrio entre aderência e desgaste depende da composição e da microestrutura obtida.

A A356, com cerca de 7% de silício, é um exemplo de liga hipoeutética. Por isso, não é correto chamar toda a faixa de 7% a 12% de silício de eutética. Essa distinção ajuda a evitar que materiais diferentes recebam a mesma recomendação apenas por serem fundidos.

O desgaste de flanco merece acompanhamento, assim como a influência de eventuais porosidades e das condições da superfície fundida. A estabilidade não deve ser presumida antes de observar o comportamento da peça na operação.

Metal duro adequado à aplicação e ferramentas de PCD estão entre as alternativas. A decisão envolve o desgaste observado, o acabamento exigido e a continuidade do processo. Revestimentos também precisam ser selecionados para a liga e a operação, sem presumir que qualquer camada serve para todo alumínio.

A390 e alto silício: a abrasão ganha importância

Nas ligas hipereutéticas, como a A390, os cristais primários de silício presentes na matriz de alumínio tornam o material mais abrasivo para a ferramenta.

Esse mecanismo pode acelerar o desgaste de flanco e comprometer dimensões e rugosidade ao longo do lote. A vida da ferramenta, porém, não pode ser resumida a um número fixo de minutos: ela depende da liga, da ferramenta e das condições de corte.

Ferramentas de diamante policristalino, o PCD, são uma alternativa importante quando a resistência à abrasão é determinante. Ferramentas com revestimento de diamante também podem ser avaliadas conforme a operação. A seleção precisa considerar geometria, estabilidade e exigências de acabamento.

Diagnosticar o mecanismo antes de trocar a ferramenta

Quando predomina a aderência, aresta afiada, superfícies de contato adequadas e boa evacuação do cavaco ganham destaque. Quando predomina a abrasão, a resistência ao desgaste passa a pesar mais na escolha do material da ferramenta.

A comparação entre 6061 e A390 mostra por que uma única estratégia para alumínio é insuficiente. Identificar a liga e observar aresta postiça, desgaste, rebarbas e acabamento permite ajustar o processo com base no problema real, em vez de confiar apenas na ideia de que alumínio é fácil de usinar.

Sobre o autor

Neider Soares é colaborador do Usinagem360. Artigo adaptado de material do autor, com autorização de republicação.

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