metalurgia do pó _ sinterização

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METALURGIA METALURGIA DO PÓ DO PÓ ESCOLA TÉCNICA SENAI PLÍNIO GILBERTO KROEFF ESCOLA TÉCNICA SENAI PLÍNIO GILBERTO KROEFF Centro Tecnológico de Mecânica de Precisão – Centro Tecnológico de Mecânica de Precisão – CETEMP CETEMP Curso Técnico de Mecânica de Precisão Curso Técnico de Mecânica de Precisão Disciplina de Produção Mecânica – Outros Disciplina de Produção Mecânica – Outros Processos Processos

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Apresentação de Metalurgia do pó e sinterização de pós metalicos

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Page 1: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIAMETALURGIADO PÓDO PÓ

ESCOLA TÉCNICA SENAI PLÍNIO GILBERTO KROEFFESCOLA TÉCNICA SENAI PLÍNIO GILBERTO KROEFFCentro Tecnológico de Mecânica de Precisão – CETEMPCentro Tecnológico de Mecânica de Precisão – CETEMP

Curso Técnico de Mecânica de PrecisãoCurso Técnico de Mecânica de PrecisãoDisciplina de Produção Mecânica – Outros ProcessosDisciplina de Produção Mecânica – Outros Processos

Page 2: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓHISTÓRICOHISTÓRICO

• • 3000 AC - Egito – Armas de 3000 AC - Egito – Armas de aglomerado de pó de Ferroaglomerado de pó de Ferro

• • 300 DC - Índia - Coluna de 300 DC - Índia - Coluna de 6,5 t de pó de Ferro reduzido 6,5 t de pó de Ferro reduzido

• • 1800’s - Consolidação do pó 1800’s - Consolidação do pó de Platina por trabalho a de Platina por trabalho a quente - Rússia e Inglaterraquente - Rússia e Inglaterra

• • 1905 - Filamentos de 1905 - Filamentos de Carbono (4 lumens/W)Carbono (4 lumens/W)

• • 1910 - Filamentos de 1910 - Filamentos de Tungstênio ( 8 lumens/W)Tungstênio ( 8 lumens/W)

• • 1930’s - Bronze poroso, 1930’s - Bronze poroso, Prata/Grafite e CarbetosPrata/Grafite e Carbetos

• • 1940’s - Ligas de Tungstênio, 1940’s - Ligas de Tungstênio, Ferro e metais refratáriosFerro e metais refratários

Page 3: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

O MERCADO DA METALURGIA DO PÓO MERCADO DA METALURGIA DO PÓ

• Ligas de Ferro com grande precisão e Ligas de Ferro com grande precisão e elevada qualidade estruturalelevada qualidade estrutural

• Materiais de difícil processamento, com Materiais de difícil processamento, com alta densidade e microestrutura alta densidade e microestrutura uniformeuniforme

• Materiais com elevado ponto de fusãoMateriais com elevado ponto de fusão• Ligas especiais de materiais compostosLigas especiais de materiais compostos• Materiais com forma ou ingredientes Materiais com forma ou ingredientes

pouco comunspouco comuns• Materiais porososMateriais porosos

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SINTERIZAÇÃOSINTERIZAÇÃOA sinterização é um processo no qual pós, A sinterização é um processo no qual pós, uma vez compactados, recebem tratamento uma vez compactados, recebem tratamento térmico, no qual a temperatura de térmico, no qual a temperatura de processamento é sempre menor que a sua processamento é sempre menor que a sua temperatura de fusão.temperatura de fusão.Durante o processo ocorrem várias reações Durante o processo ocorrem várias reações no estado sólido do elemento, que são no estado sólido do elemento, que são ativadas termicamente.ativadas termicamente.Este processo cria uma alteração na Este processo cria uma alteração na estrutura microscópica do elemento base, estrutura microscópica do elemento base, cuja finalidade é obter uma peça sólida cuja finalidade é obter uma peça sólida coerente.coerente.

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

Page 5: Metalurgia do pó _ Sinterização

QUEIMA E SINTERIZAÇÃOQUEIMA E SINTERIZAÇÃO

• QUEIMA: tratamento térmico a que são submetidos produtos a verde, para desenvolver microestrutura e propriedades desejadas. Divide-se em 3 estágios:

– Reações preliminares– Sinterização– Resfriamento

• SINTERIZAÇÃO: processo de consolidação do produto durante a queima

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

Page 6: Metalurgia do pó _ Sinterização

REAÇÕES PRELIMINARESREAÇÕES PRELIMINARES

• SecagemSecagem• Vaporização de água combinadaVaporização de água combinada• Decomposição de materiais Decomposição de materiais orgânicosorgânicos• Pirólise (termólise) de aditivos Pirólise (termólise) de aditivos orgânicosorgânicos• Mudanças no estado de oxidação de Mudanças no estado de oxidação de íonsíons• Calcinação de carbonatos, sulfatosCalcinação de carbonatos, sulfatos

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

Page 7: Metalurgia do pó _ Sinterização

CONSOLIDAÇÃO E SINTERIZAÇÃOCONSOLIDAÇÃO E SINTERIZAÇÃO

• Consolidação implica que dentro do Consolidação implica que dentro do produto as partículas se uniram em um produto as partículas se uniram em um agregado que possui resistência mecânica.agregado que possui resistência mecânica.• Sinterização implica geralmente em Sinterização implica geralmente em retração e densificação. No entanto, alguns retração e densificação. No entanto, alguns produtos sinterizados podem ser menos produtos sinterizados podem ser menos densos do que a verde (ex.: refratários densos do que a verde (ex.: refratários porosos).porosos).• Sinterização ocorre a partir de ½ a 2/3 da Sinterização ocorre a partir de ½ a 2/3 da temperatura de fusão, o suficiente para temperatura de fusão, o suficiente para causar difusão atômica ou fluxo viscoso.causar difusão atômica ou fluxo viscoso.

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

Page 8: Metalurgia do pó _ Sinterização

SINTERIZAÇÃO - TIPOS:SINTERIZAÇÃO - TIPOS:

• NO ESTADO SÓLIDO (SSS): Somente NO ESTADO SÓLIDO (SSS): Somente partículas sólidas e poros. Ex.: Alpartículas sólidas e poros. Ex.: Al22OO33 + 0,5% + 0,5% MgO; ZrOMgO; ZrO22 + 3% Y + 3% Y22OO33; SiC + 2% B; SiC + 2% B44C.C.

• COM FASE LÍQUIDA (LPS): Três COM FASE LÍQUIDA (LPS): Três componentes, mas concentra-se na parte componentes, mas concentra-se na parte sólida (<20% líquido). Ex.: Sisólida (<20% líquido). Ex.: Si33NN44 + 5-10% + 5-10% YY22OO33, SiO, SiO22 ou Al ou Al22OO33..

• VÍTREA VISCOSA(VGS): Somente líquido VÍTREA VISCOSA(VGS): Somente líquido (vidro fundido) e porosidade. Ex.: esmaltes (vidro fundido) e porosidade. Ex.: esmaltes cerâmicos.cerâmicos.

• COMPÓSITA VISCOSA, OU VITRIFICAÇÃO COMPÓSITA VISCOSA, OU VITRIFICAÇÃO (VCS): Conteúdos de líquido maiores que (VCS): Conteúdos de líquido maiores que LPS (>20% líquido). Ex.: cerâmica branca LPS (>20% líquido). Ex.: cerâmica branca (porcelana).(porcelana).

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

Page 9: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

PROCESSO DE FABRICAÇÃOPROCESSO DE FABRICAÇÃO1ª ETAPA: OBTENÇÃO DO PÓ1ª ETAPA: OBTENÇÃO DO PÓ

Métodos: Atomização, Moagem ou Métodos: Atomização, Moagem ou EletróliseEletrólise

OBTENÇÃO DO PÓ OBTENÇÃO DO PÓ POR ATOMIZAÇÃOPOR ATOMIZAÇÃO

OBTENÇÃO DO PÓ OBTENÇÃO DO PÓ POR MOAGEMPOR MOAGEM

Page 10: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

PROCESSO DE FABRICAÇÃOPROCESSO DE FABRICAÇÃO

2ª Etapa: COMPACTAÇÃO2ª Etapa: COMPACTAÇÃO

Page 11: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

PROCESSO DE FABRICAÇÃOPROCESSO DE FABRICAÇÃO

3ª Etapa: SINTERIZAÇÃO3ª Etapa: SINTERIZAÇÃO

Page 12: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

SINTERIZAÇÃO NO ESTADO SÓLIDOSINTERIZAÇÃO NO ESTADO SÓLIDO

Estágios eEstágios e

Microestrutura:Microestrutura:

• (a) Partículas soltas de (a) Partículas soltas de pópó

• (b) Estágio Inicial(b) Estágio Inicial

• (c) Estágio (c) Estágio IntermediárioIntermediário

• (d) Estágio Final(d) Estágio Final

Page 13: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓGRANULOMETRIAS GRANULOMETRIAS CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

CRESCIMENTO DO GRÃOCRESCIMENTO DO GRÃO

(a)(a) - Crescimento normal- Crescimento normal

(b)(b) - Crescimento - Crescimento anormalanormal

Setas indicam direção de Setas indicam direção de deslocamento dos deslocamento dos contornos.contornos.

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

COMPACTAÇÃO

SINTERIZAÇÃO

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

GRAFITA GRAFITA COMPACTADACOMPACTADA

GRAFITA GRAFITA SINTERIZADASINTERIZADA

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

SINTERIZAÇÃO NO ESTADO LÍQUIDOSINTERIZAÇÃO NO ESTADO LÍQUIDO

• (a) Grande volume de (a) Grande volume de fase vítrea contínuafase vítrea contínua

• (b) Vidro só aparece (b) Vidro só aparece nas junções triplasnas junções triplas

• (c) Vidro cristalizado no (c) Vidro cristalizado no contorno de grão (fase contorno de grão (fase líquida transiente)líquida transiente)

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

VANTAGENS :VANTAGENS :

• Facilidade de automação do processoFacilidade de automação do processo• Produtividade elevada: Processo Produtividade elevada: Processo adequado para grandes lotesadequado para grandes lotes• Precisão e repetitividadePrecisão e repetitividade• Máximo aproveitamento de materialMáximo aproveitamento de material• Eliminação de operações de usinagemEliminação de operações de usinagem• Permite formas complexas, bom Permite formas complexas, bom acabamento superficial e tolerâncias acabamento superficial e tolerâncias estreitasestreitas• Pureza dos produtos obtidos, e controle Pureza dos produtos obtidos, e controle preciso da composição químicapreciso da composição química

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

LIMITAÇÕES :LIMITAÇÕES :

• Geometria da peça deve permitir Geometria da peça deve permitir extraçãoextração• Custo de ferramental é elevadoCusto de ferramental é elevado• Tamanho da peça, em função da Tamanho da peça, em função da capacidade de compactação (força capacidade de compactação (força envolvida)envolvida)• Eventuais defeitos não podem ser Eventuais defeitos não podem ser corrigidoscorrigidos

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

MATERIAL ESTRUTURALMATERIAL ESTRUTURAL

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

COMPONENTES AUTOMOTIVOSCOMPONENTES AUTOMOTIVOS

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

COMPONENTES DE METAL-DUROCOMPONENTES DE METAL-DURO

SEMI-ACABADOSSEMI-ACABADOS ACABADOSACABADOS

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

COMPONENTES DE METAL-DURO:COMPONENTES DE METAL-DURO: FERRAMENTAS DE USINAGEMFERRAMENTAS DE USINAGEM

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

COMPONENTES DE METAIS PESADOSCOMPONENTES DE METAIS PESADOS

ANTI-VIBRAÇÃOANTI-VIBRAÇÃO PROTEÇÃO RADIOATIVAPROTEÇÃO RADIOATIVA

CONTATOS ELÉTRICOSCONTATOS ELÉTRICOSCONTRAPESOSCONTRAPESOS

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

MATERIAIS POROSOS: AUTO-LUBRIFICANTESMATERIAIS POROSOS: AUTO-LUBRIFICANTES

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

MATERIAIS POROSOS: MEIOS FILTRANTESMATERIAIS POROSOS: MEIOS FILTRANTES

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

COMPONENTES CERÂMICOSCOMPONENTES CERÂMICOS

Page 28: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

COMPONENTES CERÂMICOS ABRASIVOSCOMPONENTES CERÂMICOS ABRASIVOS

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

COMPONENTES MAGNÉTICOSCOMPONENTES MAGNÉTICOS

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

MATERIAIS RESISTENTES AO ATRITOMATERIAIS RESISTENTES AO ATRITO

Page 31: Metalurgia do pó _ Sinterização

METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

CONTATOS ELÉTRICOS (GRAFITA)CONTATOS ELÉTRICOS (GRAFITA)

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METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ

QUESTIONÁRIOQUESTIONÁRIO

1 – De quando datam os primeiros registros da utilização 1 – De quando datam os primeiros registros da utilização de materiais sinterizados?de materiais sinterizados?

2 – Cite os principais produtos industrializados pelo 2 – Cite os principais produtos industrializados pelo processo de sinterização.processo de sinterização.

3 – Descreva sucintamente o que acontece com os pós, 3 – Descreva sucintamente o que acontece com os pós, no processo de sinterização.no processo de sinterização.

4 – O que é o pó compactado verde?4 – O que é o pó compactado verde?5 – Quais são as reações preliminares que ocorrem no 5 – Quais são as reações preliminares que ocorrem no

processo de queima?processo de queima?6 – Defina a consolidação do agregado.6 – Defina a consolidação do agregado.7 – Cite os diferentes tipos de sinterização. 7 – Cite os diferentes tipos de sinterização. 8 – Quais são as etapas básicas do processo de produção 8 – Quais são as etapas básicas do processo de produção

pela metalurgia do pó?pela metalurgia do pó?9 – Para que serve o método de atomização?9 – Para que serve o método de atomização?10 – Descreva o funcionamento do método de moagem.10 – Descreva o funcionamento do método de moagem.