Tipos de bronze de alumínio AMPCO®: Como escolher o mais adequado

Se você já identificou o bronze de alumínio como a família de materiais adequada para sua aplicação, a próxima decisão é escolher a liga específica. A linha de produtos AMPCO® abrange uma gama estruturada de ligas de bronze de alumínio, cada uma projetada para uma combinação específica de resistência, dureza, resistência ao desgaste, comportamento à corrosão e compatibilidade com processos.
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Este guia detalha a gama de bronzes de alumínio AMPCO® por tipo de aplicação e fornece uma estrutura de decisão para selecionar a liga correta.

A linha de bronze de alumínio AMPCO®
em resumo

Os tipos de bronze de alumínio AMPCO® se enquadram, de maneira geral, em quatro famílias:

Cada tipo é detalhado a seguir com seu perfil, aplicações típicas e as normas que cumpre.

Tipos para uso geral

• AMPCO® 8
  O especialista em corrosão e erosão. O AMPCO® 8 equilibra dureza e ductilidade, oferecendo forte resistência à corrosão, erosão, abrasão e corrosão por cavitação. As aplicações típicas incluem tubos, juntas, componentes marítimos e de processo, e parafusos. Aprovado para aplicações em contato com alimentos.

• AMPCO® 18
  A classe mais amplamente especificada para componentes mecânicos de uso geral. Uma estrutura de grãos compacta, produzida pelo trabalho a quente durante a extrusão, confere ao AMPCO® 18 um perfil de propriedades equilibrado, tornando-o a escolha padrão para buchas, rolamentos, engrenagens, rodas sem-fim, assentos de válvulas, hastes de bombas e guias. Também é utilizado para tubos, canos e juntas nas indústrias de processo e marítima. Aprovada para aplicações em contato com alimentos

Tipos de alta resistência submetidas a tratamento térmico

• AMPCO® 18.22
  Um tipo submetido a tratamento térmico que aumenta a resistência à tração, o limite de escoamento e a dureza em relação ao AMPCO® 18, mantendo boa ductilidade. Esse equilíbrio entre resistência e flexibilidade é adequado para componentes aeroespaciais que devem suportar altos impactos e cargas, incluindo rolamentos de empuxo e camisas de rolamentos, buchas e insertos, peças de pistão, corrediças, guias e porcas de eixo. Assim como as outras classes desta família, ela funciona em contato com aço inoxidável sem causar atrito excessivo e não apresenta risco de contaminação por níquel.
  
  

• AMPCO® 18.23
  Uma versão aprimorada por tratamento térmico com propriedades físicas substancialmente superiores às do AMPCO® 18, incluindo resistência à tração, dureza e resistência ao desgaste, combinadas com alta tenacidade e resistência à deformação sob impacto. O notável limite proporcional permite que os projetistas aproveitem ao máximo sua resistência. Projetado para engrenagens sem-fim de serviço pesado e aplicações semelhantes sujeitas a altas tensões.
  

• AMPCO® 18.136
  Uma classe especial submetida a tratamento térmico na qual a resistência ao impacto é aumentada em 40% e o limite elástico à compressão em 10% em relação ao AMPCO® 18, com a resistência à tração preservada. Projetada especificamente para aplicações em siderúrgicas, como patins de deslizamento e porcas aparafusadas, que combinam pressão de desgaste extrema com carga de impacto significativa.

Ligas de alta dureza para conformação de metais e resistência ao desgaste

Essas classes são caracterizadas por seu elevado teor de alumínio e ferro, produzindo a fase gama 2 de alta dureza (aproximadamente 400 HB Brinell) distribuída por toda a microestrutura. Elas se destacam na conformação de metais, trefilagem e aplicações em que o aço inoxidável deve ser moldado sem contaminação por níquel, atrito excessivo ou grippagem.

• AMPCO® 21
  Alta resistência ao desgaste devido à fase gama 2 de alta dureza uniformemente distribuída. Aplicações típicas: buchas-guia, anéis de matriz, insertos, rolos de conformação e lâminas de apoio para retificação sem centro, particularmente para usinagem de aço inoxidável onde o atrito, o emperramento e os arranhões são preocupações.
  
  

• AMPCO® 22
  Uma liga de estrutura duplex (aproximadamente 50% de fase gama 2 e 50% de fase beta) que oferece dureza, resistência à compressão, resistência ao desgaste e propriedades de deslizamento imbatíveis. Especificamente adequada para conformação e estampagem de aço inoxidável, onde tolerâncias rigorosas devem ser mantidas ao longo de longas séries de produção.
  

• AMPCO® 25
  Uma liga patenteada de dureza extrema com excelente resistência à compressão e propriedades de atrito. A classe de referência para matrizes de estampagem profunda, rolos de conformação e aplicações de desgaste sob alta compressão.
  

• AMPCO® 26
  Uma liga de alta dureza patenteada projetada para matrizes de trefilagem de aço inoxidável e rolos de conformação sob alta tensão. Combina dureza excepcional com resistência ao desgaste e durabilidade sob alta pressão.

Classes premium de alto desempenho

• AMPCO® 45
  Uma liga de alta resistência cujas propriedades mecânicas excedem as dos bronzes convencionais de níquel-alumínio. Em conformidade com as normas AMS 4640 e ASTM B 150 para extrusões e AMS 4880 para peças fundidas. Resistente ao desgaste abrasivo, ao atrito, à deformação e à erosão química. Utilizada em rolamentos e buchas de aeronaves, eixos de bombas e de embarcações, anéis de desgaste, hastes e sedes de válvulas, além de ferramentas de segurança antiespintar para atmosferas potencialmente explosivas.
  

• AMPCO® M4
  A escolha de referência para rolamentos e buchas de trens de pouso de aeronaves. O maior teor de alumínio e ferro produz uma fase gama 2 de alta dureza distribuída uniformemente, proporcionando excelente resistência ao desgaste, atrito reduzido e alta resistência mecânica. Em conformidade com a norma AMS 4590 para extrusões e AMS 4881 para peças fundidas. Também especificada para mandris de curvatura de tubos, engrenagens e placas de desgaste e guia. Uma alternativa sem berílio que evita os requisitos de higiene industrial do cobre-berílio. Aprovado para aplicações em contato com alimentos.

Como escolher: uma matriz de decisão

Responder a estas quatro perguntas reduzirá sua escolha a um ou dois tipos de material candidatos.

Qual é o modo de carga principal?

• Alta carga estática ou de impacto, classes submetidas a tratamento térmico (AMPCO® 18.23, AMPCO® 18.136)
  
• Alta carga de compressão com atrito, AMPCO® 25, AMPCO® 26
  
• Carga de deslizamento e desgaste, AMPCO® 18, AMPCO® 21, AMPCO® 22, AMPCO® M4
  
• Cargas flutuantes em meios corrosivos, AMPCO® 8, AMPCO® 18

Qual é o ambiente operacional?

• Água do mar e fluidos de processo, AMPCO® 8, AMPCO® 18
  
• Temperaturas elevadas (até aproximadamente 400 °C), AMPCO® M4, AMPCO® 45
  
• Atmosferas explosivas (necessidade de material que não produza faíscas), AMPCO® 45
  
• Contato com alimentos, AMPCO® 8, AMPCO® 18, AMPCO® 22, AMPCO® M4
  

Com que material você está trabalhando ou contra qual material?

• Conformação ou trefilagem de aço inoxidável, AMPCO® 21, AMPCO® 22, AMPCO® 25, AMPCO® 26
  
• Contato deslizante com aço carbono, AMPCO® 18, AMPCO® M4
  
• Metais macios ou contato não metálico, AMPCO® 8, AMPCO® 18
  

A peça está sujeita a uma norma específica do setor?

• Estruturas aeroespaciais: AMPCO® 45 (AMS 4640 e ASTM B 150 para extrusões, AMS 4880 para peças fundidas), AMPCO® M4 (AMS 4590 para extrusões, AMS 4881 para peças fundidas)
  
• Contato com alimentos: AMPCO® 8, AMPCO® 18, AMPCO® 22, AMPCO® M4
  

Exemplos práticos

Exemplo 1: Almofada deslizante de usina siderúrgica

• Carga: alto impacto combinado com desgaste por deslizamento. Ambiente: quente, abrasivo, lubrificado. Normas: nenhuma específica.

• Recomendação: AMPCO® 18.136. O tratamento térmico proporciona o aumento de 40% na resistência ao impacto exigido pela aplicação, e a liga foi projetada exatamente para esse ciclo de trabalho.

Exemplo 2: Matriz de estampagem profunda de aço inoxidável

• Carga: carga compressiva muito alta. Material em contato: chapa de aço inoxidável 304 ou 316. Tolerância: restrita, deve ser mantida durante longas séries de produção.

• Recomendação: AMPCO® 25 (ou AMPCO® 22 para operações de conformação em que a ductilidade também seja importante). Ambas as ligas controlam o atrito excessivo e o desvio de tolerância que afetam os aços para ferramentas nessa aplicação.

Configuração da AMPCO para estampagem profunda de recipientes de aço inoxidável

Exemplo 3: Bucha do trem de pouso de aeronaves

• Carga: alta ciclicidade, com carga de choque no momento do pouso. Ambiente: temperatura elevada, condições exigentes de fadiga. Normas: AMS 4590 exigida (extrudado).

• Recomendação: AMPCO® M4. O material de referência para esta aplicação. O AMPCO® M4 é qualificado segundo a norma AMS 4590 para extrusões e AMS 4881 para peças fundidas; para uma bucha extrudada, aplica-se a norma AMS 4590.

Exemplo 4: Impulsor de bomba de água do mar

• Carga: moderada, contínua. Ambiente: imersão total em água do mar com risco de cavitação.

• Recomendação: AMPCO® 8 (ou AMPCO® 18 se as buchas e sedes forem integradas). O AMPCO® 8 foi projetado especificamente para oferecer resistência à corrosão, erosão, abrasão e corrosão por cavitação.

Quando a linha padrão precisa
ser ajustada

Para projetos com requisitos incomuns, condições extremas de serviço, necessidades dimensionais específicas ou conformidade com uma especificação do cliente não abrangida pela linha padrão, a AMPCO METAL também oferece composições químicas personalizadas mediante solicitação.

Em que o bronze de alumínio AMPCO® difere
do bronze de alumínio genérico

A classe é apenas uma parte da equação. A maneira como um bronze de alumínio é fundido, moldado e trabalhado tem um grande impacto em seu desempenho na prática, e é nesse ponto que a linha de produtos AMPCO® se destaca do bronze de alumínio genérico.

O próximo artigo desta série, “Por que o bronze de alumínio AMPCO® supera o bronze de alumínio convencional: as vantagems do MICROCAST®”, explica como o processo de produção da AMPCO METAL gera essa vantagem em termos de propriedades.

Próximos passos

Se você reduziu a escolha a alguns tipos e deseja validar a seleção, a equipe de engenharia da AMPCO METAL pode analisar os requisitos da sua aplicação, recomendar o tipo e a forma ideais e fornecer fichas técnicas certificadas