aulas processos i - metalurgia do pó

7/26/2019 Aulas Processos I - Metalurgia Do P

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Propriedade dos Materiais

Todos os campos da tecnologia, especialmente aqueles

referentes construo de mquinas e estruturas, estointimamente ligados aos materiais e s suas propriedades.

Tomando como base as mudanas que ocorrem nosmateriais, essaspropriedades podem ser classicadas em dois grupos:

- Fsicas!- "umicas.

Processos de FabricaoMecnica I


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$ropriedades Fsicas

% a capacidade de sofrer deformao &alterao na forma',sem sofre mudana na composio qumica.

().: *e colocarmos gua fer+ente num copo descart+el deplstico, o plstico amolece e muda sua forma. esmomole, o plstico continua com sua composio qumicainalterada.



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$ropriedades "umicas

"uando e)iste alterao na composio qumica.

().: uma barra de ao &ferro carbono' e)posta ao tempo sofrecorroso / formao de 0)ido de ferro. om isso, a composioda barra de ao passa a ser ferro carbono 0)ido de ferro.

2 resist3ncia corroso 4 uma propriedade qumica.



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(ntre as propriedades fsicas, destacam-se as propriedadesmec6nicas, que se referem forma como os materiais reagemaos esforos e)ternos, apresentando deformao ou ruptura.

2s principais propriedades mec6nicas so:

(lasticidade,$lasticidade,7esist3ncia mec6nica,8ure9a,8uctilidade,FragilidadeTenacidade7esili3ncia.



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(;2*T


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$;2*T


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7(*


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87(G2

$ara um metalurgista, dure9a signica a resist3ncia deformaoplstica&deformao permanente'.

$ara os mec6nicos, dure9a 4 a resist3ncia penetrao de ummaterial duro, em outro &princpio do ensaio de dure9a'.



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8T


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T(A2


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F72K


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7(*


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METALURGIA DO P

etalurgia do p0 4 um processo de fabricao que produ9 peas

tendo

como mat4ria-prima p0 metlico ou no. M processo consiste emcompactar eNou modelar a mistura e aquec3-la &etapa cLamada de

sinteri9ao', com o obDeti+o de melLorar a coeso da estrutura

interna. 2 caracterstica especca do processo 4 que a temperatura

permanece abai)o da temperatura de fuso do elementoconstituinte principal.


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METALURGIA DO P


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METALURGIA DO P

2 metalurgia do p0 4 um processo em que a economia de material

4 le+ada

ao e)tremo, com mnimas perdas de mat4ria-prima &as

perdas na usinagem con+encional, por e)emplo, podem cLegar a

JO'. ertas ligas podem ser obtidas pela metalurgia do p0 a

custos +rias +e9es inferiores do que se fossem produ9idas

pela metalurgia con+encional.



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METALURGIA DO PCantagens:

$erda mnima de mat4ria-prima!

ontrole rigoroso da composio qumica!Poa toler6ncia dimensional, dispensando opera=es posteriores

de usinagem!

Qomogeneidade estrutural e de propriedades!

Pom acabamento supercial!so mais eciente de energia!

$rocesso de fcil automao.



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1?

METALURGIA DO P8es+antagens:

2lto custo inicial do ferramental, sendo necessria grandes

produ=es paracompensar o in+estimento!

TamanLo e formato limitado das peas!


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METALURGIA DO PEtapas da Metalr!ia do P"

1. M p0 4 confeccionado por processos especcos.

#. Ms p0s so misturados para dar Lomogeneidade pea.. 2 mistura 4 colocada na matri9, prensada e depois

e)trada.5. 2 pea 4 ento sinteri9ada em fornos especiais.

. 8ependendo do caso, a pea passa por um processocomplementar para melLorar toler6ncias &calibragem',propriedades &tratamento t4rmico',entre outros.



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METALURGIA DO P

Aplica#es

$. Filtros sinteri%ados: so utili9ados em +rias aplica=es

industriais que requerem resist3ncia em altas temperaturas e

resist3ncia mec6nica e qumica &p.e). ltragem de gases,

0leos combust+eis e minerais, etc.'. *o utili9ados tamb4m

como abafadores de rudo e +l+ula corta cLamas. *o

fabricados em bron9e, nquel, aos ino)id+eis, tit6nio e outros.



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#J

METALURGIA DO PAplica#es



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#1



&' Mancais atolbri(cantes: ma das caractersticas da

sinteri9ao 4 possibilitar o controle da porosidade do produto

nal. (sta caracterstica 4 particularmente importante na

produo de mancais autolubricantes. 2 porosidade e)istente

no mancal pode ser preencLida com 0leo, para garantir uma

lubricao permanente entre o ei)o e o mancal.


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##


ancais autolubricantes


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#



)' *aterias: tili9am nquel poroso nos acumuladores cdmio-

nquel e nas pilLas.


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#5



+' Pr"teses,


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#



-' Materiais especiais, *o ligas &como RHJ-u-Ai' que no

permite fabricao industrial de+ido ao alto ponto de fuso

&51JS', alta densidade &1E gNcm', e outras caractersticas.

$ossuem alto poder de absoro de radia=es &setor nuclear'

e para blindagens &setor militar'.


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#>



.' Discos de /reio e e0brea!e0, *o feitos base de liga de

cobre ou ferro-cobre, aos quais se adiciona agente de atrito &*i,

*iM#, 2l#M' e agente lubricante &$b, , o*#'.


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#?



1' Metal dro, M carboneto metlico, tamb4m cLamado de

metal duro, tem import6ncia fundamental no campo das

ferramentas de corte, peas de desgaste e brocas para

perfurao de rocLas. Aessas ferramentas, o metal duro 4

adaptado nas partes cortantes, na forma de pastilLa. (ssas

pastilLas possuem ele+ada dure9a &quase igual do diamante'

e suportam temperaturas de at4 1.JJJS sem sofrer perda

de corte.


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#E



1' Metal dro


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2' 3ontatos el4tricos, *o produ9idos a partir de ligas 2g-R, 2g-

R, 2g-Ai e R puro. Karantem boa conduti+idade el4trica e

t4rmica, preser+ando a resist3ncia mec6nica quando

aquecidos, resist3ncia tend3ncia de soldagem quando em

ser+io e ele+ada resist3ncia ao desgaste.


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H. Li!as 0a!n4ticas: % economicamente +i+el obter

pequenos ms e ms permanentes em o*m &*m U

samrio', ms cer6micos em ferrita de brio, peas

polares e nIcleos magn4ticos de ampla utili9ao em

motores e auto-falantes de carros, rdio e t+.


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METALURGIA DO P

Aplica#es


1J. Peas 0ecnicas: Fabricadas em Fe, Fe-u-Ai, Fe-u-Ai-o,

Fe-u-$m &$m U prom4cio', com ou sem carbono, so usados

em engrenagens do ei)o comando e do +irabrequim, garfos,

bucLas da Dunta Lomocin4tica, an4is sincroni9adores, cubo-

polia da bomba dVgua, amortecedores, pisto, corpo e guia da

+l+ula, cai)a de c6mbio &cubos, an4is e lu+as sincroni9adoras',

etc.


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METALURGIA DO P

Processos de Obteno

1. M4todos 0ecnicos 56ebra e 0oa!e07: indicado para

materiais frgeis ou fragili9ados por algum processo anterior,consiste em fragmentar o material com o au)lio de martelos

ou moinLos at4 um determinado tamanLo de partcula. Ms

moinLos mais comuns so de bolas, +ibrat0rios e de atrito.



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METALURGIA DO P

Processos de Obteno



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METALURGIA DO P

Processos de Obteno

&' 3old8strea0, aumenta a fragilidade dos metais em

temperaturas bai)as para sua transformao em p0. M p0ainda grosseiro 4 arrastado por um Wu)o de gs sob alta presso,

atra+4s de um tubo, alcanando uma c6mara grande, que 4

mantida sob +cuo. 2o atingir a c6mara, o gs sobre uma

e)panso com consequente diminuio brusca detemperatura. M p0 em alta +elocidade, colide com um al+o

instalado dentro da c6mara, e como encontra-se relati+amente

frgil por causa da bai)a temperatura, partem-se em partculas

menores. M p0 que D apresenta um tamanLo sucientemente



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METALURGIA DO P

Processos de Obteno

)' Ato0i%ao, neste processo o metal fundido 4 +a9adoatra+4s de um orifcio apropriado a essa operao, formando

um lete lquido que 4 atacado por Datos de ar &processo 7-G N7oLeisen-Gunder', gs &processo 2*(2-*TM72 que utili9a oargXnio e o nitrog3nio, ou processo * N entrifugal *Lotasting' ou gua. (sses Datos pro+ocam a pul+eri9ao do lete eseu imediato resfriamento. M p0 recolLido 4 redu9ido epeneirado, estando pronto para ser usado. M tamanLo e a forma

das partculas +ariam em funo de +rios par6metros, entre osquais destacam-se: a espessura do lete, a presso do Wudo,a geometria do conDunto de pul+eri9ao e e+identemente, otipo de atomi9ao. 2 atomi9ao a gua normalmentecondu9 a partculas irregulares e angulosas, enquanto que aatomi9ao ao ar produ9 partculas mais esferoidais.



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METALURGIA DO P

Processos de Obteno

+' Processo de redo 690ica, 7eduo de compostos de

metais com agentes redutores gasosos ou s0lidos representam ogrupo de processos mais signicati+os para obteno de p0s. Ms

agentes redutores mais utili9ados so o carbono e o Lidrog3nio. 2

reduo com o carbono s0 4 utili9+el para elementos

metlicos que no formam carbonetos muito est+eis a noser que deseDa-se obter p0 de carboneto como produto nal e no

o p0 metlico, como no caso o carboneto de tungst3nio, que pode

ser redu9ido e carbonetado num s0 tratamento. 2 reduo

com carbono 4 principalmente utili9ada para o ferro, no caso



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METALURGIA DO P

Processos de Obteno

-' Processo de eletr"lise, Ms p0s produ9idos por esse processo,

apresentam ele+ada pure9a, bai)a densidade aparente e temgros de estrutura nitidamente dendrtica. 2p0s recolLido dos

tanques de eletr0lise, a massa de p0 sob a forma de uma lama 4

secada e classicada por peneiramento.



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METALURGIA DO P

3aracter9sticas dos p"s

a7 For0a !eo04trica das part9clas, as formas maiscomuns so acicular, dendrtica, angular, brosa, granular,

porosa, nodular, irregular ou esf4rica.



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METALURGIA DO P3aracter9sticas dos p"sa7 For0a !eo04trica das part9clas



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METALURGIA DO P3aracter9sticas dos p"sa7 For0a !eo04trica das part9clas



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METALURGIA DO P



b7 Ta0an:o: o di6metro m4dio das partculas inWuencia

algumas caractersticas do produto nal. $or e)emplo, uuma

partcula maior permite maior compactao, enquanto uma

menor permite uma superfcie com menor rugosidade.


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METALURGIA DO P



b7 Ta0an:o:


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METALURGIA DO P



5a7 Tel;rio< 0oido'

5b7 Li!a Fe< ato0i%ao a !=s 5ar!>nio7'

5c7 Tn!st?nio< red%ido por !=s< a!re!ado poli!onal'5d7 Estan:o< ato0i%ado co0 ar< arredondado co0

li!a0entos'

5e7 Li!a Fe< ato0i%ado por centri/!ao< es/4rico'

5/7 Estan:o< res/ria0ento r=pido sobre 0a placa

METALURGIA DO P




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METALURGIA DO P




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METALURGIA DO P




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METALURGIA DO P

.' 3o0pactao, Aesta etapa, uma quantidade

predeterminada de p0 4 colocada na ca+idade de uma matri9

montada em uma prensa de compressso, que pode ser

mec6nica ou Lidrulica. 2 compactao ocorre por

deslocamentos simult6neos dos pun=es superior e inferior,

temperatura ambiente. Aos primeiros mo+imentos do puno,

a compactao causa apenas o adensamento do p0, sem

deformao das partculas e sem produ9ir adeso entre elas.

om o aumento da presso, que +aria de 1,> a H, tNcmZ

ocorre deformao plstica das partculas, formando uma

esp4cie de [solda fria\.



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METALURGIA DO P

.' 3o0pactao,



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METALURGIA DO P

1' interi%ao , M compactado +erde, dentro ou fora da

matri9, 4 aquecido a temperaturas altas, mas que

permanecem abai)o da temperatura de fuso do metal base1.

2l4m da temperatura, so controlados a +elocidade de

aquecimento e resfriamento, o tempo de perman3ncia e a

atmosfera em contato com a pea. M tempo de aquecimento

melLora o mecanismo de coeso do compactado para uma

determinada temperatura. (m contrapartida, temperaturas

pr0)imas s de fuso do metal, geram obteno da fora

coesi+a m)ima em um curto espao de tempo, geralmente

segundos.



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METALURGIA DO P

1' interi%ao.



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METALURGIA DO P

1' interi%ao.

2 sinteri9ao 4 feita, normalmente, em fornos contnuos,

caracteri9ados por tr3s 9onas de operao:

pr4-aquecimento!

manuteno da temperatura!

resfriamento.



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1' interi%ao.



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1' interi%ao.



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METALURGIA DO P

1' interi%ao.



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METALURGIA DO P

2' Opera#es co0ple0entares , Mpera=es complementares

so frequentemente aplicadas com os seguintes obDeti+os:

conferir melLor acabamento!

maior preciso dimensional s peas!

melLor densidade, dure9a e resist3ncia mec6nica! etc.

3alibra!e0: durante a sinteri9ao, as peas podem sofrer

mudanas no esperadas nas dimens=es e at4 empenar. $ara

corrigir os defeitos, utili9a-se a calibragem, que 4 uma

deformao plstica por aplicao de presso em moldes

especcos. M resultado 4 melLor preciso dimensional.



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METALURGIA DO P

2' Opera#es co0ple0entares

Reco0presso: uma no+a compresso ap0s a sinteri9ao

aumenta a densidade e melLora as propriedades mec6nicas do

material. Ms esforos en+ol+idos so bem maiores que na

calibragem e s0 podem ser aplicados para certos tipos de

material. $or e)emplo, pastilLas de metal duro, utili9ados

como ferramentas de usinagem, no podem ser recomprimidas.

aso e)istam deforma=es, de+em ser lapidadas ou reticadas.



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METALURGIA DO P


Trata0entos t4r0icos: as peas sinteri9adas podem ser

submetidas a tratamentos t4rmicos con+encionais para

melLoria das propriedades mec6nicas. (m tratamentos

superciais &cementao e nitretao' a densidade 4 fator

importante, de+ido a difuso dos gases atra+4s de seus

poros &quanto maior a densidade menor 4 a porosidade'.



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METALURGIA DO P


Usina!e0, assim como na fundio, muitas peas

sinteri9adas sofrem posterior usinagem para conseguir a

congurao proDetada e que no 4 poss+el ser feita, como

furos, sangrias, roscas, etc.



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METALURGIA DO P


In(ltrao, 4 um processo de fecLamento dos poros &total

ou parcial' de uma pea sinteri9ada com bai)a ou m4dia

densidade &,> at4 >,E gNcm' com um metal ou liga de ponto

de fuso mais bai)o. 2 inltrao do metal lquido ocorre por

efeito de capilaridade &atrao molecular', e tem o obDeti+o

de melLorar as propriedades mec6nicas, resist3ncia corroso, e

tamb4m como pr4-tratamento para acabamento supercial,

como cromao, niquelao e gal+ani9ao.



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METALURGIA DO P


I0pre!nao, consiste em impregnar subst6ncias como

0leos, gra)as, impermeabili9antes para e+itar corroso N

o)idao. % feita com banLo quente, banLo parcial &por

capilaridade' ou a +cuo.


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