Title

ESTUDO COMPARATIVO DO PROCESSAMENTO DE LIGAS METÁLICAS VÍTREAS DE GRANDE VOLUME POR COQUILHAMENTO

COMPARATIVE STUDY BETWEEN TWO DIE CAST METHODS OF PROCESSING BULK METALLIC GLASSES

Authorship

Coury, Francisco Gil; Aliaga, Luis César Rodrígues; Afonso, Conrado Ramos Moreira; Bolfarini, Claudemiro; Filho, Walter José Botta; Kiminami, Cláudio Shyinti

Coury, Francisco Gil

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Aliaga, Luis César Rodrígues

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Afonso, Conrado Ramos Moreira

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Bolfarini, Claudemiro

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Filho, Walter José Botta

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Kiminami, Cláudio Shyinti

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DOI

10.5151/2594-5327-21289

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Abstract

No presente trabalho foi realizado um estudo comparativo do processamento de ligas metálicas vítreas de grande volume por dois processos de fundição em coquilha: fusão por arco elétrico com vazamento por sucção e fusão por indução com vazamento por centrifugação. Foram avaliadas as características do processo e do produto, tais como o preenchimento do molde, a contaminação de oxigênio, o tempo médio por ciclo, sendo a principal característica a espessura máxima da amostra com estrutura vítrea formada. Foram utilizadas quatro composições do sistema Cu-Zr-Al: Cu53,5Zr42Al4,5, Cu48Zr43Al9, Cu42Zr44Al14 e Cu43,5Zr43,5Al13. As ligas foram preparadas a partir de elementos puros e processadas em coquilhas com geometria na forma de cunhas em tréplicas aplicando as duas rotas de fundição. Os resultados mostraram que a contaminação por oxigênio e o tempo médio por ciclo foram maiores no processo de vazamento por centrifugação, enquanto que a qualidade do preenchimento do molde foi similar nos dois processos. A espessura máxima da amostra com estrutura vítrea foi maior naquela processada por vazamento por sucção.

In this work, two copper mold casting techniques with similar cooling rates were compared: the process with suction casting and the process with centrifugal casting. The suction casting technique has an arc-melting fusion mechanism while the centrifugal casting has an induction heating mechanism. Three samples of three alloys from the Cu-Zr-Al system in a wedge shape were produced by each process. The main characteristics evaluated were the mold-filling ability, the average time per cycle, the oxygen contamination and the maximum thickness on which glassy phase was obtained. The Cu-Zr-Al system was chosen due to its high glass forming ability, which is extensively reported in the literature.The used alloys with nominal compositions were Cu53,5Zr42Al4,5, Cu48Zr43Al9, Cu42Zr44Al14 and Cu43,5Zr43,5Al13. The wedge shape was chosen because it allows evaluation of different thicknesses (hence cooling rates) at the same sample. Results revealed that the copper mold centrifugal casting had a higher contamination by oxygen, whilst the mold-filling ability was similar in both processes. Also, the average time per cycle was higher and the maximum thickness in which glassy phase could be obtained was lower, for the centrifugal casting. A brief analysis considering the oxygen contamination on these alloys is also presented here, revealing the extreme importance of the control of this parameter.

Keywords

Metais amorfos; Metais vítreos; Processamento; Fundição em coquilha.

Amorphous phase; Metallic Glasses; Processing; Rapidly quenching.