Viabilização da Confecção de Moldes de Areia com Reaproveitamento da black dross de Alumínio
| dc.contributor.advisor1 | Mambrini, Giovanni Pimenta | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | https://lattes.cnpq.br/7723027354150918 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0001-8943-5876 | |
| dc.contributor.author | Silva, Raphael Oliveira da | |
| dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/1795568000118715 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0009-0005-2246-4302 | |
| dc.contributor.referee | Pontes, Fenelon Martinho Lima | |
| dc.contributor.referee | Strixino, Francisco Trivinho | |
| dc.contributor.refereeLattes | https://lattes.cnpq.br/1159480346990821 | |
| dc.contributor.refereeLattes | https://lattes.cnpq.br/9740223649776400 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0001-6086-5303 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0002-0990-0270 | |
| dc.date.accessioned | 2026-03-09T14:56:59Z | |
| dc.date.issued | 2026-02-04 | |
| dc.description.abstract | For Known for over 200 years, aluminum has dominated the industrial, metalworking, food, and aerospace markets, thanks to its remarkable structural capacity and versatility. In the automotive sector, for example, it is highly demanded for its low density and high mechanical strength, which allows for the construction of lighter chassis for electric vehicles, offsetting the weight of the batteries. However, the processes for obtaining metallic aluminum generate a significant amount of waste. While the production of primary aluminum results in a slag called white dross, the production of secondary aluminum is responsible for generating black dross. This work aimed to enable the reuse of black dross (BD) in the manufacture of molds for metal casting. Samples of BD were collected at Alux do Brasil, in partnership with Companhia Brasileira de Alumínio (CBA). These were characterized by scanning electron microscopy with energy-dispersive spectroscopy (SEM/EDS) and X-ray diffractometry (XRD). They underwent hydrometallurgical leaching processes in distilled water (ABD) or anhydrous glycerol (GBD) to dissolve NaCl and KCl salts. Percentages of ABD were incorporated into silica sand in samples named T10, T20, T25, T40, T50, and T50* in the presence of alkaline resin and pyridine catalyst. Uniaxial tensile tests were performed on the ABD samples. For field testing, a product was modeled using the 3D design software "Inventor". Next, a prototype made of acrylonitrile butadiene styrene (ABS) polymer was printed using CURA software and a 3D printer. A sand mold was made with the best condition sample, T25, into which an aluminum alloy was melted and poured. The product obtained by the silica sand mold casting process with incorporated black dross proved promising; the mold remained stable and showed good thermal and mechanical resistance to metallostatic pressure, allowing the possibility of applying this method in manufacturing processes for casting aluminum alloys. | |
| dc.description.resumo | Conhecido há mais de 200 anos, o alumínio tem dominado o mercado industrial, metalmecânico, alimentício e aeroespacial, graças à sua notável capacidade estrutural e versatilidade. No setor automotivo, por exemplo, ele é altamente demandado por sua baixa densidade e alta resistência mecânica, o que permite a construção de chassis mais leves para veículos elétricos, compensando o peso das baterias. Contudo, os processos de obtenção de alumínio metálico geram uma quantidade significativa de resíduos. Enquanto a obtenção do alumínio primário resulta em uma escória chamada de white dross, a obtenção de alumínio secundário é responsável pela geração do resíduo de black dross. Este trabalho teve como objetivo viabilizar o reaproveitamento de black dross (BD) na fabricação de moldes para fundição de metal. As amostras de BD foram coletadas na empresa Alux do Brasil, em parceria com a Companhia Brasileira de Alumínio (CBA). Essas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS) e difratometria de raio-X (DRX). Passaram por processos de lixiviação hidrometalúrgica em água destilada (ABD) ou glicerol anidro (GBD) para dissolver os sais de NaCl e KCl. Incorporou-se percentuais de ABD em areia de sílica em amostras chamadas de T10, T20, T25, T40, T50 e T50* na presença de resina alcalina e catalisador de piridina. Ensaios de tração uniaxial foram realizados nas amostras ABD. Para teste em campo modelou-se um produto no software de desenho 3D “Inventor”. Em seguida, um protótipo em polímero de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) foi impresso utilizando o software CURA e impressora 3D. Foi confeccionado um molde de areia com amostra de melhor condição, a T25, onde uma liga de alumínio foi fundida e vazado. O produto obtido pelo processo de fundição em molde de areia de sílica com black dross incorporada demonstrou-se promissor, o molde se manteve estável e com boa resistência térmica e mecânica em relação a pressão metalostática, permitindo a possibilidade de aplicação deste método em processos fabris de fundição em ligas de alumínio. | |
| dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | |
| dc.identifier.citation | SILVA, Raphael Oliveira da. Viabilização da Confecção de Moldes de Areia com Reaproveitamento da black dross de Alumínio. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23734. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/23734 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus Sorocaba | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-So | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | black dross | |
| dc.subject | lixiviação | |
| dc.subject | molde de fundição | |
| dc.subject | black dross | |
| dc.subject | leaching | |
| dc.subject | mold | |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | |
| dc.subject.ods | 9. Indústria, Inovação e Infraestrutura | |
| dc.title | Viabilização da Confecção de Moldes de Areia com Reaproveitamento da black dross de Alumínio | |
| dc.title.alternative | Enabling the Production of Sand Molds Using Recycled Black Aluminum Slag | |
| dc.type | Dissertação |
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