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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ EME 53 – TECNOLOGIA DA FABRICAÇÃO I PROFESSOR EDMILSON OTONI CORREA.

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ EME 53 – TECNOLOGIA DA FABRICAÇÃO I PROFESSOR EDMILSON OTONI CORREA

2 Introdução O que é? 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.

3 Etapas do Processo

4 Matéria Prima Tipos: -Pós metálicos, de ligas metálicas e não-metálicos, Fabricação: - Moagem - se obtém partículas na forma angular; - Atomização – se obtém partículas na forma de gotas; - Redução – se obtém partículas na forma de esponjosa irregular; - Eletrólise - se obtém partículas na forma dentrítica. Características: -porosidade -compressibilidade: -tamanho da partícula -distribuição do tamanho: -estrutura da partícula: Manuseio

5 Fabricação dos pós Atomização Atomização a Gás Atomização horizontal Atomização vertical Parâmetros: -espessura do filete, pressão da água, ar ou gás, geometria do conjunto de pulverização e o tipo de atomização

6 Atomização

7 - Embalagem: Feita em tambores, sacaria ou big-bag. - Transporte: Proteção contra intempéries e maresia. - Armazenagem: Manter em local seco e com a embalagem sempre fechada Manuseio

8 Mistura Homogeneidade Moinhos de bola, misturadores de pás

9 Compactação Imagem cedida por Dorst Press e Qualisinter

10

11 Simples ação: Dupla ação: Linha neutra deslocada para baixo Linha neutra centralizada

12 Linha Neutra Punções inferiores Macho Punção superior matriz

13 Densidade Propriedades Carbono Características Matéria Prima

14 Filmes cedidos por Qualisinter

15 Compactação - Ferramental Acabamento polido em todas as superfícies que terão contato com o pó. Tolerâncias de montagem milesimais entre os componentes. Alta resistência ao desgaste e alta tenacidade. Prensas com grande precisão dimensional.

16 Sinterização Etapa responsável por: - Retirar o lubrificante (utilizado na etapa de compactação). -Ligação atômica das partículas vizinhas -Definir a micro- estrutura do material. Condições controladas: -Tempo -Temperatura -Atmosfera do forno

17 Alimentação Sinterização - Forno Contínuo

18 Pré Aquecimento: °C O lubrificante é retirado da peça Sinterização: Bronze: °C Aço: °C Ligação metalurgica das partículas de pó Resfriamento: A micro-estrutura do material é formada

19 Sinterização - Equipamento Utiliza-se nesta etapa um forno com atmosfera controlada ou vácuo. Imagem cedida por Qualisinter e Daniel Rodrigues - IPT Forno contínuo Forno Batch

20 Sinterização por fase sólida: A temperatura promove a união das partículas do pó por difusão. Isto ocorre a temperaturas abaixo do ponto de fusão do material, porém suficiente para criar um pescoço de ligação entre as partículas de pó. Sinterização por fase líquida: Outra maneira de sinterizar-se o material é utilizando-se dois materiais com ponto de fusão diferentes. O material com menor ponto de fusão se liquefaz e interconecta a partícula do outro pó.

21 WC-Co

22 Etapas Complementares

23 Calibragem ou Recompactação Proporcionar as tolerâncias dimensionais definitivas Melhorar as características físicas e mecânicas Melhorar o acabamento superficial FILME Para iniciar o filme, clique APENAS UMA VEZ sobre a imagem e aguarde (até 10 segundos)

24 Impregnação Consiste no preenchimento dos poros da peça com óleo. -Ação da capilaridade -Infiltração metálica Bucha Autobrificante antes da impregnação: - 70% de material metálico - 30% de poros vazios (valores aproximados) Impregnação: A peça é submetida ao vácuo e à pressão, dentro de um recipiente com óleo aquecido Bucha após a impregnação: - 70% de material metálico - 20% de poros com óleo - 10% de poros vazio ** (valores aproximados)

25 Acabamentos Usinagem Tratamentos Superficiais Tratamentos Térmicos

26 Tratamentos Superficiais Ferroxidação (Steam treatment) - Vedar a porosidade do sinterizado em aplicações onde seja exigida a estanqueidade. - Aumentar a dureza superficial da peça para aplicações de desgaste - é um óxido extremamente duro HV Melhorar a resistência à oxidação. - Efeito estético: Melhorar a aparência da peça. Galvanização / Zincagem - Protege a peça contra oxidação

27 Níquel Químico Após o processo de envelhecimento, a camada fica extremamente dura (acima de 1100HV 0.1) Possui baixo coeficiente de atrito Protege a peça contra oxidação Níquel Eletrolítico Efeito estético: Melhorar a aparência da peça. Proteção anticorrosiva, porém inferior ao níquel químico

28 Tratamentos Térmicos Têmpera e Revenimento Cementação Nitretação CUIDADO!!! Endurecimento Total da Peça

29 Vantagens da Metalurgia do Pó -Bom desempenho em aplicações críticas de longa duração. -Permite as mais variadas combinações de elementos químicos. -Controle da porosidade. -Formas intrincadas, com tolerâncias dimensionais fechadas. -produz peças com características físicas e estruturais impossíveis de ser obtidas por outros processos

30 -Propriedades mecânicas inferiores (comparada com a fundida ou forjada) -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 Desvantagens da Metalurgia do Pó

31 Custo comparativo: Metalurgia do Pó x Usinagem

32 Aplicações

33

34 Exemplos

35 DICAS DE PROJETO

36

37 Recomendação Peças de geometria complexa; Peças pequenas; Alto volume de produção;


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