#147 FORD PI0010639 LIGA À BASE DE ALUMÍNIO PARA A PRODUÇÃO DE CABEÇOTES DE MOTOR SEM TRATAMENTO TÉRMICO

PI0010639 LIGA À BASE DE ALUMÍNIO PARA A PRODUÇÃO DE CABEÇOTES DE MOTOR SEM TRATAMENTO TÉRMICO

Depósito: 19/05/2000

Destaque: prêmio Henry Ford de Tecnologia

Inventor:   Fernando Barata de Paula Pinto / Antonio Silvio Carmezini / Eduardo Celso Fonseca / Ricardo Fuoco

Titular:  Ford Motor Company Brasil Ltda. (BR/SP) / Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A - IPT (BR/SP)

Em certos casos, a modernização de processos produtivos pode garantir a sobrevivência de fábricas e postos de trabalho. Foi o que aconteceu na fundição da Ford em Taubaté, onde 60 metalúrgicos mantiveram seus empregos graças a um salto tecnológico desenvolvido em parceria com o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). O feito foi reconhecido pelo presidente mundial da Ford, Jac Nasser, que entregou à equipe brasileira o prêmio Henry Ford de Tecnologia. O projeto permitiu que a unidade produzisse cabeçotes de alumínio para motores de forma competitiva no cenário internacional. Sem essa inovação, a fundição, parada desde 1997, não teria sido reativada, mesmo com os investimentos de US$ 4,5 milhões aplicados pela montadora. O diferencial foi o desenvolvimento de uma liga metálica capaz de dispensar o tratamento térmico tradicional, que consiste em aquecer e resfriar o alumínio para aumentar sua resistência. A nova combinação de metais tornou a peça igualmente resistente, gerando economia de R$ 15 por unidade produzida. O sucesso do projeto ainda pode render dividendos futuros, caso o patenteamento mundial seja aprovado no Brasil, nos Estados Unidos e na Europa. A decisão de buscar o IPT partiu da direção da Ford de Taubaté, diante da inviabilidade de manter uma estrutura própria de pesquisa. O engenheiro Ricardo Fuoco, do IPT, coordenou a equipe que encontrou a solução tecnológica, com participação dos engenheiros da Ford Antonio Carmezini, Eduardo Fonseca, Fernando Pinto e do representante americano Shivantha Mahadeva. O reconhecimento de Nasser veio em forma de troféu e de um cheque de US$ 5 mil a cada membro da equipe. O diretor de planejamento e controle da Maxion Internatinal Motores, Fernando Barata de Paula Pinto recebeu em outubro de 2000 o prêmio Henry Ford de Tecnologia. Ele é o único brasileiro agraciado duas vezes com a premiação de caráter internacional e a mais importante concedida pela Ford Motor Company. O prêmio foi conquistado pelo projeto desenvolvido pela equipe de manufatura da Fundição do conjunto industrial da Ford, para os motores Zetec RoCam que equipam os veículos Ka, Fiesta e Escort. Foi a segunda vez que a filial brasileira conquistou o prêmio Henry Ford, sendo a primeira nos anos 80, com o desenvolvimento do motor a álcool. Assim, o projeto consolidou a competência técnica nacional, garantiu empregos e abriu caminho para ganhos globais.

A patente PI0010639-9 descreve uma liga à base de alumínio desenvolvida para a fabricação de cabeçotes de motor automotivos sem necessidade de tratamento térmico. Tradicionalmente, os cabeçotes são feitos de ligas alumínio-silício-cobre, que exigem processos de solubilização e precipitação para aumentar a resistência mecânica, elevando os custos de produção. A invenção propõe uma liga modificada com maiores teores de cobre (4,0 a 6,0%) e magnésio (0,6 a 1,0%), além de silício entre 5,0 e 10,0%, que proporciona propriedades mecânicas semelhantes às ligas tratadas, mas no estado bruto de fundição. Outros elementos presentes em menores teores são ferro, manganês, níquel, zinco, titânio, estrôncio e estanho, tendo o alumínio como base. A inovação elimina a etapa de aquecimento e resfriamento, resultando em redução de custos e ganho de eficiência. O mecanismo de endurecimento ocorre por precipitação natural de fases ricas em cobre e magnésio após a fundição, aumentando a dureza Brinell em até 10 pontos nas primeiras 24 horas. Testes demonstraram que a liga apresenta desempenho comparável ao de ligas tradicionais após tratamento térmico, inclusive em resistência mecânica e dureza.

As análises térmicas diferenciais indicaram que a liga modificada apresenta comportamento de solidificação similar ao das ligas convencionais, mas com melhor equilíbrio de fases endurecedoras. Ensaios de tração realizados conforme norma ASTM B 108 confirmaram a viabilidade da aplicação em escala industrial. A solução foi pensada para superar limitações de métodos alternativos, como o resfriamento forçado de moldes, que melhora apenas camadas superficiais. Assim, a patente apresenta uma liga inovadora que combina simplicidade produtiva, desempenho mecânico elevado e economia de processos, possibilitando a fabricação competitiva de cabeçotes automotivos, além de abrir caminho para aplicações industriais em que a eliminação do tratamento térmico represente vantagem técnica e financeira.

Resumo: PI0010639  Liga à base de alumínio para a produção de cabeçotes de motor sem tratamento térmico, que contém como elementos de liga: silício, em teores entre 5,0 e 10,0% em peso, cobre em teores entre 4,0 e 6,0% em peso, magnésio em teores entre 0,6 e 1,0% em peso, ferro em um teor inferior a 0,7% em peso, manganês em um teor inferior a 0,3% em peso, níquel em um teor inferior a 0,1% em peso, zinco em um teor inferior a 1,0% em peso, titânio em um teor inferior a 0,2% em peso, estrôncio em um teor inferior a 0,02% em peso e estanho em um teor inferior a 0,20% em peso, o saldo para 100% em peso sendo constituído de alumínio.

Referências:

https://web.archive.org/web/20030817172551/http://www.terra.com.br/istoe/1640/economia/1640_parceria_resultado.htm

Cronologia do Desenvolvimento Científico e Tecnológico Brasileiro, 1950-2000, MDIC, Brasília, 2002, páginas 363