Download - 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
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
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
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
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
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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
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.
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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
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
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
PROCESSO DE FABRICAÇÃOPROCESSO DE FABRICAÇÃO
2ª Etapa: COMPACTAÇÃO2ª Etapa: COMPACTAÇÃO
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PROCESSO DE FABRICAÇÃOPROCESSO DE FABRICAÇÃO
3ª Etapa: SINTERIZAÇÃO3ª Etapa: 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
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓGRANULOMETRIAS GRANULOMETRIAS CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS
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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COMPACTAÇÃO
SINTERIZAÇÃO
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
GRAFITA GRAFITA COMPACTADACOMPACTADA
GRAFITA GRAFITA SINTERIZADASINTERIZADA
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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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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
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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MATERIAL ESTRUTURALMATERIAL ESTRUTURAL
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
COMPONENTES AUTOMOTIVOSCOMPONENTES AUTOMOTIVOS
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
COMPONENTES DE METAL-DUROCOMPONENTES DE METAL-DURO
SEMI-ACABADOSSEMI-ACABADOS ACABADOSACABADOS
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
COMPONENTES DE METAL-DURO:COMPONENTES DE METAL-DURO: FERRAMENTAS DE USINAGEMFERRAMENTAS DE USINAGEM
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COMPONENTES DE METAIS PESADOSCOMPONENTES DE METAIS PESADOS
ANTI-VIBRAÇÃOANTI-VIBRAÇÃO PROTEÇÃO RADIOATIVAPROTEÇÃO RADIOATIVA
CONTATOS ELÉTRICOSCONTATOS ELÉTRICOSCONTRAPESOSCONTRAPESOS
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
MATERIAIS POROSOS: AUTO-LUBRIFICANTESMATERIAIS POROSOS: AUTO-LUBRIFICANTES
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
MATERIAIS POROSOS: MEIOS FILTRANTESMATERIAIS POROSOS: MEIOS FILTRANTES
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
COMPONENTES CERÂMICOSCOMPONENTES CERÂMICOS
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
COMPONENTES CERÂMICOS ABRASIVOSCOMPONENTES CERÂMICOS ABRASIVOS
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
COMPONENTES MAGNÉTICOSCOMPONENTES MAGNÉTICOS
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
MATERIAIS RESISTENTES AO ATRITOMATERIAIS RESISTENTES AO ATRITO
METALURGIA DO PÓMETALURGIA DO PÓ
CONTATOS ELÉTRICOS (GRAFITA)CONTATOS ELÉTRICOS (GRAFITA)
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.