Avaliação da viabilidade de substituição do latão por ligas de alumínio, com e sem camada de anodização em sistema de proteção de equipamentos elétricos

Abstract

A aplicação de componentes de proteção em equipamentos elétricos tem o intuito de bloquear a entrada de partículas sólidas e líquidos para garantir o adequado funcionamento do equipamento bem como aumentar sua vida útil. A busca por eficiência mantendo as propriedades de interesse e reduzindo custo e o impacto ambiental é um desafio para as empresas. Neste trabalho avaliou-se a possibilidade da utilização de ligas de alumínio, extrudada e fundida, com e sem camada de anodização na substituição do latão em um componente de proteção devido as suas características de leveza, resistência à corrosão e custo inferior. Para tanto, os materiais em tela foram avaliados do ponto de vista da microdureza, caracterização química e estrutural, da resistência à corrosão em névoa salina e da resistência ao desgaste sob condições operacionais. Os resultados obtidos, tomando por referência o latão, demonstram que a liga de Al extrudada com camada de anodização de 11,28 µm ± 1,07 de espessura obteve resultados superiores em relação à resistência à corrosão e ao desgaste. As ligas de Al, tanto fundida quanto extrudada, sem camada de anodização, não atenderam aos requisitos tanto em termos de resistência à corrosão quanto ao desgaste. A liga de Al fundida com camada de anodização apresentou heterogeneidade de espessura e presença de poros na camada, afetando diretamente as características superficiais como a rugosidade e seu desempenho na resistência à corrosão e ao desgaste. Neste contexto, este trabalho prospectivo inicial indica a possibilidade da substituição do latão pela liga de Al extrudada com camada de anodização. Uma análise de custos preliminar indica a possibilidade de redução de custo de aproximadamente 52,8% nos custos de produção do componente anualmente para a empresa, além de atingir uma redução de consumo de energia e geração de resíduos por tratar-se de um material mais leve e reciclável.

The application of protection components in electrical equipment is intended to block the entry of solid particles and liquids to ensure the proper functioning of the equipment as well as increase its useful life. The search for efficiency keeping the interest properties and reducing cost and environmental impact is a challenge for companies. In this work was evaluated the possibility of using aluminum alloys, extruded and cast, with and without anodizing layer in the replacement of brass in a protection component due to its characteristics of lightness, corrosion resistance and lower cost. Therefore, the materials were evaluated from the point of view of microhardness, chemical and structural characterization, corrosion resistance in salt spray and wear resistance under operational conditions. The results obtained, taking brass as a reference, demonstrate that the aluminum alloy extruded with an anodizing layer of 11.28 µm ± 1.07 in thickness obtained superior results in relation to corrosion and wear resistance. Aluminum alloys, both cast and extruded, without an anodizing layer, did not meet the requirements in terms of corrosion and wear resistance. The aluminum alloy cast with anodizing layer showed heterogeneity in thickness and presence of pores in the layer, directly affecting the surface characteristics such as roughness and its performance in corrosion and wear resistance. In this context, this initial prospective work indicates the possibility of replacing brass by aluminum alloy worked with an anodizing layer. A preliminary cost analysis indicates the possibility of a cost reduction of approximately 52.8% in the production costs of the component annually for the company, in addition to achieving a reduction in energy consumption and waste generation because it is a more lightweight and recyclable.