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Aula 7 - Metalurgia do Pó - Coggle Diagram
Aula 7 - Metalurgia do Pó
Introdução
Mistura de pós metálicos por pressão e aquecimento (sinterização).
Ocorre a consolidação num corpo denso, adquirindo a forma e as propriedades
Fundamentos
Compactação
Como ocorre?
Mistura de pó é colocada em uma matriz de aço endurecido
Alta pressão de compressão
deseja-se uma alta densidade
Ocorre deformação plástica e elástica
Partículas
Arrendondadas
a densidade de compactação aumenta
Otimiza o empacotamento
Forma de fibra ou agulhadas
Densidade aumenta com a diminuição da razão entre o comprimento e o diâmetro da fibra
Sempre se atentar a morfologia das partículas e distribuição dos tamanhos das partículas do pó
Certos detalhes dificultam a compactação
Densidade
É máxima na parte "casco" da parte superior (a que tem contato com o punção)
Variação da densidade pode ser minorada com uso de dois punções
Objetivos
Conformar pó na forma projetada
Conferir densidade a verde
Resistência mecânica para manuseio
Generalidades
Produção em uma prensa mecânica pode atingir 100 p/min
Pressões de 70MPa para ligas de Al e de 700MPa para ligas de aços e ferros fundidos
Comportamento
Não se comportam como líquidos
Transmitem a pressão por todo o volume da matriz
Se move na direção da força aplicada, até não conseguir mais devido ao atrito
Sinterização
Tratamento térmico abaixo do ponto de fusão
Ocorrendo a união das partículas
Estágios
Ampliação das áreas de contato
Fechamento dos canais
Poros se tornam isolados
Como ocorre?
Força motriz
O movimento atômico elimina a alta energia superficial
Fornos
A gás
Temp máx de 1.200 C°
Elétricos à resistência
Temp. Máx de 3.000 C°
Elétricos à indução
Temp. Máx de 2.000 C°
Atmosfera controlada
Protege da oxidação
Atmosfera redutora para remoção de óxidos
Atmosfera carburante
Sinterização com fase líquida
Mesma força motriz do sólido, porem com um mecânismo de transporte material e tratamento termico acima da temp de fusão
Caracteristica
Processo de densificação mais rápido
Estágios
Fluxo líquido
Reprecipitação do soluto
Sinterização da fase sólida
Pós metálicos
Pós de metais e ligas.
Geralmente produzidos a partir de sólidos maciços, minérios, etc.
Principais processos
Moagem
Redução do tamanho de partículas do pó
Ferramentas
Moinhos de mandibula, de barras, de bolas, etc
Atomização
Metal líquido é "jateado" ou "spray", sendo solidificado de forma rápida.
Condensação
Evapora-se um óxido do metal
seguindo de uma redução a vapor de zinco por Co2
sucedida por condensação do zinco em forma de pó
Decomposição Térmica
Carbonila do metal na forma esponjosa
faz-se passagem de gás CO2 pela carbonila à alta temperatura e pressão
Causando a decomposição
Redução
Moagem sob condições controlada de pressão, temp e posição em atmosfera redutora
Eletrólise
Precipitação eletrolítica de pós metálicos a partir de soluções
Misturas
Aditivos aos pós devem resultar em algo homogeneo
Aditivos
Lubrificante
Esterearato de zinco e de alumínio em pequenas quantidades
Ligantes
Objetivo de alcançar a resistência "a verde"
Defloculantes
Não deixam que os pós se aglomerem
Misturadores
Força da gravidade
Tambor rotativo
Duplo cone rotativo
Misturadores
Força mecânica
Misturadores de lâmina
Misturador de roscas
Força de escoamento
Moldagem por injeção
Operações secundária
Recompensação ou calibragem
Tratamento térmicos ou termoquímicos
Tratamentos superficiais
Impregnação ou infiltração
Outros processos
Laminação de pós
Podem ser compactados por laminação
Forma tiras de metais
Em seguida, são sinterizadas
Prensagem isostática
Molde flexivel (por ex. borracha) sofre pressão por todos os lado
MInimiza variação na densidade
Classificação
A frio
Temp ambiente, fluido de compressão a água ou óleo
A quente
Realizada a altas temps., meio de compressão Ar ou He
Moldagem de pós por injeção
etapas
Pós muito finos são misturados com ligantes orgânicos
Pelotas são formadas
São aquecidas até se tornarem pastosas e injetadas no molde
Após resfriada, elimina-se o ligante por tratamento térmico
Peça sinteriza, alcanada até 96% da densidade teorica da liga
Aplicações: Peças para PC, impressoras, máquinas têxteis, indústria de armas leves, etc
Vantagens
Aproveitamento de 95% da Matéria Prima
Permite fabricação de peças porosas, filamento de lâmpadas incandescentes
Peças de metais de altas temperaturas de fusão
Limitações
Lote viável > 20.000 peças
Formato da peça - Não permite muitosss detalhes
Necessidade de matrizes novas para cada produto (matriz é caro)
Aplicações
Anéis sincronizadores
Bielas
Peças para amorteçedores
Engrenagens
Buchas
Ferramentas elétricas