Trabalho de Siderurgia e Fundição

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Compressão

Nessa etapa o pó metálico começa tomar forma por meio de uma compressão sofrida essa compactação é feita por meio de prensagem em matriz de aço, prensagem isostática, forjamento, extrusão, laminação, compactação dinâmica e moldagem por injeção. Porém o método mais utilizado é o com matrizes uniaxiais, por ser um método mais simples.

Nesse método uma quantidade predeterminada de pó é colocada na cavidade de uma matriz montada em uma prensa de compressão, que pode ser mecânica ou hidráulica. A compactação ocorre por deslocamentos simultâneos dos punções superior e inferior, à temperatura ambiente.

O processo de compactação é dividido em quatro estágios:

Estágio 1 – Início da compactação, com a ocorrência de escorregamento e rearranjo das partículas sem que haja deformações plásticas ou fraturas destes.

Estágio 2 – Início de deformação em locais e fraturas das partículas nos pontos de contato.

Estágio 3 – Ocorrem deformações elásticas no compacto devido às maiores pressões no processo de compactação.

Estágio 4- Etapa de ejeção do compacto da matriz. Neste estágio as dimensões do compacto podem aumentar em torno de 5%.[pic 4]

Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeuxQAH/metaluriga-po-by-flavio-gois?part=2

Também pode se utilizar lubrificantes durante o processo para minimizar o atrito entre as partículas do pó ou as partes das matrizes. Após a compactação temos o compactado verde que já tem a forma da peça, porém é muito frágil e deve ser manuseado com extremo cuidado.

Outro ponto que deve ser observado é a dona neutra, que é o local onde se teve menos compressão no compactado verde.

Sinterização

Essa é a estava final do processo da metalurgia do pó, nela o compactado verde é aquecido a altas temperaturas, mas que não ultrapasse o ponto de fusão do metal base em condições controladas de temperatura, velocidade de aquecimento e resfriamento, tempo de permanência e atmosfera. A sinterização é feita, normalmente, em fornos contínuos, caracterizados por três zonas de operação: pré-aquecimento, manutenção da temperatura e resfriamento.[pic 5]

Fonte: http://slideplayer.com.br/slide/52383/

Durante a sinterização ocorrera ligações químicas e metalúrgicas que reduzirá a porosidade da peça, dando a ela toda a característica de um material sintetizado. Também ocorrerá uma diminuição em relação ao compactado verde de 16%.

Aplicações

A metalurgia do pó é muito utilizada nos dias de hoje devido a seu grande mercado de aplicação dentre suas aplicações estão:

Filtros sinterizados: São utilizados em várias aplicações industriais que requerem resistência em altas temperaturas e resistência mecânica e química (p.ex. filtragem de gases, óleos combustíveis e minerais, etc.). São utilizados também como abafadores de ruído e válvula corta chamas. São fabricados em bronze, níquel, aços inoxidáveis, titânio e outros. [pic 6]

Fonte: http://www.directindustry.com/cat/air-treatment-noise-management/air-filters-gas-filters-Y-1442-_2.html

Mancais autolubrificantes: Por se tratar de uma peça sinterizada, o mancal terá uma porosidade controlada, que irá ajudar no preenchimento total do óleo, garantindo uma boa lubrificação tanto do mancal quanto do eixo.[pic 7]

Fonte: http://www.visaorolamentos.net.br/nt_html/15434-buchas_autolubrificantes_db.html

Baterias: Utilizam níquel poroso nos acumuladores cádmio-níquel e nas pilhas.

Próteses: São utilizadas em implantes cirúrgicos que são recobertos por uma camada porosa, que permitirá q o tecido ósseo se assegure com o implante.

Materiais especiais: Exemplos as ligas com alto ponto de fusão e alta densidade o que dificulta sua fabricação industrial, e possuem alto poder de absorção, podendo ser aplicada em máquinas com blindagem.

Discos de freio: Que são feitos a base de cobre e são adicionados agentes de atrito lubrificantes.

Metal Duro: Utilizadas principalmente em pastilhas de corte peças de desgaste ou brocas O metal duro pode ser produzido a partir do pó de tungstênio (W) puro, misturado ao pó de carbono (C) em proporções cuidadosamente controladas para garantir a correta composição. Essas pastilhas contém alto grau de dureza e podem resistir a até 1.000 °C sem perder o poder de corte.[pic 8]

Fonte: http://www.fermec.com.br/usinagem/ferramentas-corte-torno-mecanico.php

Outras aplicações também são os elétricos, ligas magnéticas e as peças mecânicas com geometrias peculiares.[pic 9]

Fonte: http://www.fermec.com.br/usinagem/ferramentas-corte-torno-mecanico.php

Vantagens do Processo

A metalurgia do pó se sobre sai em relação à outros processos em vários aspectos dentre suas vantagens estão:

- O alto aproveitamento da matéria prima, que pode chegar a 95%.

- O baixo custo de fabricação, já que o aproveitamento do processo é muito alto.

- É ambientalmente bom, por não emitir poluentes e exigir pouco gasto de energia durante a fabricação. [pic 10][pic 11]

- As dimensões mecânicas do material são precisamente definidas em relação ao seu uso, oque evita o desperdício de material superdimensionado.

- Permite a fabricação de várias peças em um curto período de