12 - metalurgia do pó

7/23/2019 12 - Metalurgia Do Pó

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2.6 Metalurgia do pó

Metalurgia do pó é um processo de fabricação que produz peças tendo como

matéria-prima pó metálico ou não. O processo consiste em compactar e/ou

modelar a mistura e aquecê-la etapa c!amada de sinterização"# com o ob$eti%o

de mel!orar a coesão da estrutura interna. & caracter'stica espec'fica do

processo é que a temperatura permanece abai(o da temperatura de fusão do

elemento constituinte principal.

& metalurgia do pó é um processo em que a economia de material é le%ada ao

e(tremo# com m'nimas perdas de matéria-prima as perdas na usinagem

con%encional# por e(emplo# podem c!egar a )*+". ,ertas ligas podem ser

obtidas pela metalurgia do pó a custos %árias %ezes inferiores do que se

fossem produzidas pela metalurgia con%encional.

O controle e(ato da composição qu'mica dese$ada do produto final# a redução

ou eliminação das operaçes de usinagem# o bom acabamento de superf'cie# a

pureza dos produtos obtidos e a facilidade de automação do processo

produti%o são alguns dos moti%os que tornam a metalurgia do pó uma fonte

produtora de peças para praticamente todos os ramos da indstria# como o

automobil'stico# de informática# aeroespacial# de material eletroeletrnico# de

equipamentos e implementos agr'colas# tê(til e tantos outros.

0ntretanto# algumas limitaçes ainda não superadas tornam a metalurgia do pó

uma solução in%iá%el em algumas situaçes. 0m outras situaçes# a metalurgiado pó não é o ltimo processo. 1or e(emplo# a peça tem de ser e(tra'da de

uma matriz# o que dificulta a produção de peças com certas caracter'sticas

geométricas furos# rasgos etc."# que de%em ser obtidas por usinagem

posterior.

2. O pó é confeccionado por processos espec'ficos.

3. Os pós são misturados para dar !omogeneidade 4 peça.

5. & mistura é colocada na matriz# prensada e depois e(tra'da.

6. & peça é então sinterizada em fornos especiais.

). 7ependendo do caso# a peça passa por um processo complementar para

mel!orar toler8ncias calibração"# propriedades tratamento térmico"# entre

outros.

Matérias-primas As matérias-primas na metalurgia do pó são pós metálicos e não-

metálicos, cujos características tecnológicas infuem não só no



comportamento do pó durante o seu processamento, como tambémnas qualidades nais do produto sinterizado.stas características, quais de!em ser con"ecidas e controladas sãoas seguintes#- taman"o da partícula e distribui$ão de taman"o# as dimens%es das

partículas !ariam entre cerca de &'' a ',( mícron# )or outro lado,!isto ser raro encontrar-se partículas de taman"o uni*orme, é semprenecessário determinar-se a distribui$ão quantitati!a de partículasentre as di!ersas dimens%es, o que se *az geralmente pelo processode peneiramento+- *orma da partícula# de acordo com os processos de *abrica$ão dospós, suas partículas eibem urna grande !ariedade de *ormas#es*éricas uni*ormes processo carbonila, es*eroides ou em gotasprocesso de atomiza$ão, esponjosa irregular processo de redu$ão,dendrítica processo eletrolítico, angular processo de moagem eassim em seguida+- porosidade da partícula# a porosidade interna das partículas a*etaob!iamente a porosidade do produto acabado, além de infuenciar ocomportamento do pó durante seu processamento+- estrutura da partícula# aparentemente, as partículas consistindo emgrande n/mero de grãos muito nos tendem a promo!ercompressibilidade do pó, ao passo que partículas de um só grão ou depoucos grãos apresentam maior resist0ncia a compacta$ão pelaaplica$ão de pressão+- super*ície especíca# o n/mero de pontos de contato entre aspartículas durante a sinteriza$ão depende dessa super*ície, o que

compro!a a import1ncia do con"ecimento desta característica+- densidade aparente# rela$ão de gramas por cm2, importante porque,na maioria das matrizes de compressão, o enc"imento de suasca!idades é *eito por !olume. Além disso, o curso de compressão,nessa opera$ão e, em consequ0ncia, a pro*undidade das matrizesdependem do !olume ocupado pelo pó ao amontoar-se no seuinterior. A densidade aparente constitui, assim, um *ator quasedecisi!o na escol"a do tipo de pó+- !elocidade de escoamento, ou seja, capacidade do pó escorrer, sobcondi$%es atmos*éricas, sobre planos inclinados, no interior daca!idade da matriz, dentro de um determinado inter!alo de tempo+

- compressibilidade, ou seja, 3capacidade de um pó ser con*ormadoem briquete de um !olume predeterminado a uma dada pressão3 ou3rela$ão entre a densidade aparente do briquete simplesmentecomprimida c"amada densidade !erde e a densidade aparente dopó3+- composi$ão química e pureza# os pós metálicos podem serproduzidos com considerá!el pureza, acima de 445.

Compactação dos pós6 pó é colocado em ca!idades de matrizes montadas em prensas decompressão, especialmente *abricadas para a técnica da metalurgiado pó, onde é comprimido a press%es determinadas, de acordo com o



tipo de pó usado e com as características nais desejadas nas pe$assinterizadas.

emplos esquemáticos da opera$ão de compacta$ão de pósmetálicos.

As etapas de compacta$ão, considerando um eemplo relati!amentesimples, como a gura mostra, são as seguintes#- enc"imento da ca!idade da matriz com pó, por meio de um

dispositi!o de enc"imento adaptado a prensa de compacta$ão+- abaiamento do pun$ão superior da matriz até penetrar na ca!idadeda matriz e entrar em contato com o pó+ esse abaiamento é *eitoautomaticamente, por a$ão "idráulica ou, mais comumente, por a$ãomec1nica+- aplica$ão de pressão, pelo pun$ão superior e parcialmente pelopun$ão in*erior que, quando o superior desce para iniciar o contatocom o pó, já está dentro da ca!idade da matriz, para e!itar que o pó*uja desta+- subida e retirada do pun$ão superior+- subida do pun$ão in*erior para *or$ar o briquete comprimido a sairda ca!idade da matriz pela sua etremidade superior.

7epresenta$ão esquemática das !árias etapas de compacta$ão de pópara obten$ão de uma buc"a.

6 ciclo acima repete-se tantas !ezes por minuto quantas o permitiremas características operacionais das prensas de compacta8ao.As pressoes de compacta8ao eigidas na metalurgia do pó !ariamcomos !ários materiais a serem produzidos, com as características dos

pós metálicos,com a quantidade e qualidade do lubricante adicionado na mistura



dos pós.m lin"as gerais, as ci*ras indicati!as das pressoes de compacta8aoaconsel"adas sao as seguintes#para pe8as de latao# &,' a 9,' t:cm;para buc"as al.ltolubricantes de bionze# ;,' a 2,' t:cm;

esco!as coletoras <u-grata# 2,= a &,= t:cm;metal duro# (,' a =,' t:cm;buc"as porosas de *erro# ;,' a &,' t:cm;pe8as de *erro e a8o#de baia densidade#de módia densidade#'' alta densidadc#2,' a =,' t:cm;=,' a >,' t:cm;=,' al ',' t:cm;(&& Tecnologia MecanicaA rela?ao de compressao, ou seja, 3a rela?ao entre a densidade!erdedensidade aparente do compactado !erde para a densidade do pó3!ariade 2,' para (, dependendo do tipo de liga.As prensas utilizadas na metalurgia do pó operam com o princípio deenc"imento da ca!idade da matriz por !olume, sobretudo se se tratardeprensas acionadas mecanicamente. Algumas prensas "idráulicasoperam

com o princípio de enc"imento por peso, o que de!e ser *eito quasequemanualmente, com prejuízo para a produ?ao.As prensas mecanicas sao automáticas e nelas pode-se, em algunscasos,atingir urna produ?ao de ('' pe?as por minuto.@essas prensas, o controle da pressao se *az pelo controle doa!an+#odo pun+#ao.@as "idráulicas, o controle é *eito pela medida da pressao, ou seja, amáima pressao é ada de início e ela determina o a!an+#o do

pun+#ao.&.( Batrizes para compacta?o A Cigura 49 representaesquematicamenteurna matriz simples de compacta+#ao. la é constituídaessencialmentedo carpo, do punfio superior, do punfio inerior e, no caso de pe+#ascom*uros passantes, do macho.Vm dos problemas mais importantes a considerar na con*ec+#ao dasmatrizes de metalurgia do pó está relacionado com as toleranciasdimensionais.

Dolerancias estreitas podem ser conseguidas em *ormasrelati!amente



simples+ por eemplo, para pe+#as até = cm de dimensao maior,conseguem-setolerancias de mais ou menos ',';= mm na dire+#ao radial e mais oumenos',(;9 mm na dire+#ao da pressao. m casos especiais, pode-se

c"egar a maisou menos ','(;9 na dire+#ao radial.Ee possí!el, de!e-se procurar tolerancias dimensionais as maisamplas, F que nem sempre é !iá!el, !isto que justamente urna das!antagens doprocesso é obter pe+#as de precisao praticamente acabadas.)or out ro lado, as *olgas entre as paredes das matrizes e ospun+#oesde!em ser tais que nao dicultem o mo!imento relati!o das partescomponentesda matriz, permitam o escape de gases durante a aplica+#ao depressao,mas e!item que os nos dos pós penetrem nos espa+#os entre asparedes damatriz e os pun+#oes, o que pode dicultar o mo!imento destes eacelerar odesgaste da matriz.As matrizes sao con*eccionadas com a+#o inde*ormá!el de altocarbonoe alto cromo, temperado e re!enido+ *reqGentemente, sao re!estidasde cromo

duro ou sao *abricadas com n/cleo de metal duro.He!ido a seu ele!ado custo, a dura+#ao das matrizes e dosrespecti!oscomponentes de!e corresponder a dezenas ou, se possí!el, acentenas demil"nrcs de pe+#as compactadas.Metalurgia do p6 :&=pun3ao superior compactadomatrizCigura 49 Matriz simples de compactafío de pbs metálicos com seusdiversos

componentes.

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