metalurgia do pó (powder metallurgy) - conformação mecânica

Metalurgia do Pó

Definição

Metalurgia do pó é o processo de manufatura

de peças metálicas utilizando pós metálicos,

não-metálicos e cerâmicos, sem recorrer-se à fusão,

mas apenas pelo emprego de pressão e calor.

Etapas do processo

Etapas do Processo

Processos de Fabricação

do Pó

• Métodos Mecânicos (quebra e moagem): paramateriais frágeis ou fragilizados; fragmenta o materialem partículas com o uso de martelos ou moinhos.

• Cold-stream: incidir um jato de partículas em um alvofeito com o mesmo material do pó, quebrando-o emtamanhos uniformes.

• Atomização: pressurização do metal líquido, através deum orifício, formando um filete do metal líquido sobre oqual incide um jato de ar, provocando a atomização.

• Redução Química

• Eletrólise: os pós produzidos apresentam elevadapureza e baixa densidade aparente.

Matéria-prima:1. Pós metálicos2. Pós de ligas metálicas3. Não-metálicos

Características dos Pós

• Forma geométrica das partículas

• Tamanho: partículas maiores permitem maiorcompactação, enquanto uma menor permite superfíciecom menor rugosidade

a. Telúrio, moído.b. b. Liga Fe, atomização a gás

Argônioc. c. Tunsgtênio, reduzido por gás,

agregado poligonald. d. Estanho, atomizado com ar,

arrendondado com ligamentose. e. Liga Fe, atomizado por

centrifugação, esféricof. f. Estanho, resfriamento rápido

sobre flocos

Atomização

Atomizaçãovertical

Atomizaçãohorizontal

Compactação1. O pó é colocado na cavidade

de uma matriz montada emuma prensa de compressão.

2. Nos primeiros movimentos dopunção, ocorre oadensamento do pó.

3. Com o aumento da pressão,ocorre a deformação plástica,formando uma espécie desolda fria.

4. A compactação gera umapeça final chamada decompactada verde.

Prensas - características

•Acabamento polido emtodas as superfícies queterão contato com o pó.

• Alta resistência aodesgaste e altatenacidade.

• Prensas com grandeprecisão dimensional.

Zona neutra

Linha neutra localizada na parte inferior

Linha neutra centralizada

Projeto

Sinterização

• O compactado verde é aquecido a temperaturas altas,mas abaixo da temperatura de fusão do metal base.

• Geralmente é feito em fornos contínuos

• Durante a sinterização, ocorrem reações químicas efísicas entre as partículas, reduzindo ou até eliminandoa porosidade do compactado verde.

Condições controladas:

-Tempo

-Temperatura

-Atmosfera do forno

Etapas

2. Sinterização

Ligação metalúrgica daspartículas de pó

1. Pré Aquecimento:

500 - 800°C

O lubrificante é retirado dapeça

3. Resfriamento

A micro-estrutura domaterial é formada

SinterizaçãoInfluência da temperatura

Etapas Complementares

Operações Complementares

• Calibragem: aplicação de pressão em moldesespecíficos.

• Recompressão: aumenta a densidade e melhora aspropriedades mecânicas.

• Tratamentos térmicos: cementação e nitretação, porémobterá-se endurecimento total da peça

• Infiltração: fechamento dos poros com um metal ou ligacom ponto de fusão mais baixo.

• Impregnação: preenchimento dos poros da peça comóleo. Com a aplicação de oléos/graxas também evita-sea corrosão.

Objetivos: melhor acabamento, maior precisão

dimensional, melhor densidade, dureza, e

resistência mecânica etc.

Vantagens-Bom desempenho em aplicações críticas de longa duração.-Perda mínima de matéria-prima-Permite as mais variadas combinações de elementos químicos.-Controle da porosidade.-Formas intrincadas, com tolerâncias dimensionais fechadas.-Produz peças com características físicas e estruturaisimpossíveis de ser obtidas por outros processos- Homogeneidade estrutural e de propriedades

Desvantagens-Propriedades mecânicas inferiores (comparada com a fundida ouforjada)-Segurança/Ambiente de trabalho (pós finos)-Alto custo do ferramental-Restrições no projeto da peça-Variação de densidade x variação de propriedades-Tamanho da peça limitada devido a potência de compactação-Produz porosidade residual

Comparações

AplicaçõesPeças complexas, pequenas e alto volume de produção.

Bibliografia

• http://norbertocefetsc.pro.br/downloads/metalurgiadopo.pdf

• http://aulas.e-agps.info/sinterizacao/SINTERIZACAO.pdf

• http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAQsIAD/metalurgia-po

• http://www.iem.unifei.edu.br/professores/edmilson/Aulas.html