As ligas de alumínio de alta resistência das séries 2xxx e 7xxx combinam baixa densidade com um comportamento de usinagem exigente: distorção térmica, adesão, acúmulo de material nas bordas, endurecimento por deformação, calor de corte e desgaste rápido da ferramenta. Este guia aborda as opções de ferramentas de metal duro e DLC, ângulos de inclinação, de folga e de corte, limites de desgaste, corte em alta velocidade, seleção de avanço, resfriamento e tratamentos de envelhecimento. As tabelas fornecem parâmetros de exemplo para fresamento rápido, fresamento de ponta, fresas de ponta esférica e 7055, mantendo os tipos de ferramentas, diâmetros, velocidades, avanços e profundidades de corte da fonte. Dois valores incomuns da fonte permanecem visíveis e são sinalizados para verificação, em vez de serem corrigidos silenciosamente.
As ligas de alumínio de alta resistência são geralmente definidas aqui como ligas com resistência à tração superior a 480 MPa. Trata-se principalmente de ligas de Al-Cu-Mg e Al-Zn-Mg-Cu: a série 2xxx de duralumínio e a série 7xxx de ultra-alta resistência. A primeira apresenta resistência estática ligeiramente menor, mas uma temperatura de serviço mais elevada. As propriedades variam consideravelmente de acordo com a composição, os processos de fusão e solidificação, o processamento e o tratamento térmico.
Os avanços no projeto de ligas, no tratamento térmico e no controle da microestrutura têm aumentado constantemente o desempenho. As ligas de ultra-alta resistência de quinta geração, com aplicações na engenharia, passaram de aproximadamente 600 MPa para cerca de 750–800 MPa, e alguns materiais em fase de pesquisa ultrapassam os 800 MPa.
A resistência em laboratório ultrapassou 1 GPa. Um estudo publicado em 2026 utilizou deformação plástica severa por torção sob alta pressão para refinar os grãos do A2024 até cerca de 130 nm. Ensaios de microtração produziram resistência à tração de cerca de 1.010 MPa, limite de escoamento de 820 MPa (0,2%) e alongamento na fratura de aproximadamente 13%. Isso indica que o controle microestrutural avançado pode conferir às ligas convencionais de alta resistência o potencial de atingir 1 GPa.
Esses resultados baseiam-se principalmente em processos especiais e amostras em microescala e diferem significativamente das chapas, peças forjadas e extrusões industriais. Para ligas de uso prático na engenharia, a faixa de 750–800 MPa continua sendo a mais representativa para alta resistência; valores acima de 1 GPa indicam a direção da pesquisa experimental avançada.
Com baixa densidade, alta resistência, boa usinabilidade e boa soldabilidade, essas ligas são importantes nas indústrias aeroespacial, naval e civil. A liga 7055 da série 7xxx combina alta resistência específica, baixa densidade, soldabilidade e formabilidade plástica, sendo amplamente utilizada em aplicações aeroespaciais e navais.
| Fator controlável | Prática recomendada |
|---|---|
| Material da ferramenta | Selecione materiais que combinem dureza, resistência, tenacidade, resistência ao desgaste, resistência à oxidação e propriedades antiaderentes, como o metal duro CoroMill 290, a ferramenta de corte ZCC KMG407 ou uma ferramenta com revestimento de DLC. |
| Projeto e geometria de ferramentas |
|
| Condições de corte |
|
| Fluido de corte e resfriamento |
|
| Tratamento térmico da peça | O envelhecimento T6, o envelhecimento T6I4 e o envelhecimento por retrogressão podem alterar o comportamento durante a usinagem. |
Observação: Os parâmetros acima são recomendações da ZCC Cutting Tools.
As ligas de alumínio de alta resistência são usinadas principalmente por fresagem.
| Ferramenta | Liga | v (m/min) | fz (mm), geometria do lado esquerdo | ae (mm) |
|---|---|---|---|---|
| Fresa de ombro reto | YD101 | 300 | 0.08–0.4 | ≤0,5 D |
| YD201 | 300 | 0.08–0.4 | ≤0,5 D |
Observação: D é o diâmetro da ferramenta; LH é a geometria do quebra-cavacos.
| Grau da ferramenta | Diâmetro da ferramenta D (mm) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AL-2E | Velocidade (r/min) | 40,000 | 32,000 | 21,000 | 16,000 | 13,000 | 10,600 | 8,000 | 6,500 | 5,300 | 4,600 | 4,000 | 3,500 | 3,200 |
| Avanço (mm/min) | 500 | 750 | 1,100 | 1,250 | 1,100 | 1,000 | 1,100 | 1,250 | 1,300 | 1,350 | 1,350 | 1,350 | 1,350 | |
| Profundidade máxima de corte | Fresagem lateral: ae = 0,1D, ap = 1,5D; ranhura: ae = 1D, ap = 0,5D. | |||||||||||||
| AL-3W | Velocidade (r/min) | — | — | — | — | — | 10,600 | 8,000 | 6,500 | 5,300 | 4,600 | 4,000 | 3,500 | 3,200 |
| Avanço (mm/min) | — | — | — | — | — | 1,900 | 1,900 | 1,850 | 1,700 | 1,650 | 1,600 | 1,550 | 1,500 | |
| Profundidade máxima de corte | Fresagem lateral: ae = 0,25D, ap = 1,5D; ranhura: ae = 1D, ap = 1D. | |||||||||||||
Notas: Estas são as recomendações da ZCC Cutting Tools para fresagem lateral. Para ranhura, utilize as ferramentas 50%–70% com a velocidade indicada e as ferramentas 40%–60% com o avanço indicado.
| Grau da ferramenta | Diâmetro da ferramenta D (mm) | φ2 | φ3 | φ4 | φ5 | φ6 | φ8 | φ10 | φ12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AL-2B | Velocidade (r/min) | 40,000 | 26,500 | 20,000 | 16,000 | 13,000 | 10,000 | 8,000 | 6,600 |
| Avanço (mm/min) | 2,000 | 1,950 | 1,950 | 1,950 | 2,000 | 2,450 | 2,200 | 2,050 | |
| Profundidade máxima de corte | ae = 0,2D, ap = 0,1D. | ||||||||
Observação: Esses parâmetros são recomendações da ZCC Cutting Tools.
| Fresa | Peça de trabalho | Material da ferramenta | v (m/min) | af (mm/dente) | ap (mm) | γ0 (°) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fresa rápida de três canais | 7055 | KMG407 | 5 | 0.08 | 2 | 0–5 |
Compartilhe seu desenho, material, meta de tolerância ou pergunta sobre a aplicação. Nossa equipe de engenharia pode ajudar a analisar a rota de usinagem e sugerir uma próxima etapa prática.
Estudos de caso / Projetos
Os compósitos de epóxi com fibra de vidro desgastam as arestas de corte, dissipam mal o calor e podem sofrer delaminação, lascar ou gerar muita poeira durante o torneamento. A geometria da ferramenta controla...
Leia o artigoEstudos de caso / Projetos
O desenvolvimento rápido de protótipos utiliza processos diferentes para peças não metálicas e metálicas, dependendo da geometria, da função, do material e das necessidades de validação da peça. Este artigo...
Leia o artigoEstudos de caso / Projetos
As conchas hemisféricas de alumínio de parede fina apresentam baixa rigidez e se deformam facilmente durante o torneamento CNC. A pegada direta ou a pressão deixam a concha sem apoio,...
Leia o artigoEstudos de caso / Projetos
O planejamento do processo de fabricação do virabrequim deve equilibrar a qualidade da usinagem, a eficiência da produção, o custo e os requisitos de entrega. Este artigo explica como estabelecer referências de precisão desde o início,...
Leia o artigo
