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METALURGIA DO PÓ ESCOLA TÉCNICA SENAI PLÍNIO GILBERTO KROEFF Centro Tecnológico de Mecânica de Precisão – CETEMP Curso Técnico de Mecânica de Precisão.

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

2 METALURGIA DO PÓ HISTÓRICO 3000 AC - Egito – Armas de aglomerado de pó de Ferro 3000 AC - Egito – Armas de aglomerado de pó de Ferro 300 DC - Índia - Coluna de 6,5 t de pó de Ferro reduzido 300 DC - Índia - Coluna de 6,5 t de pó de Ferro reduzido 1800s - Consolidação do pó de Platina por trabalho a quente - Rússia e Inglaterra 1800s - Consolidação do pó de Platina por trabalho a quente - Rússia e Inglaterra Filamentos de Carbono (4 lumens/W) Filamentos de Carbono (4 lumens/W) Filamentos de Tungstênio ( 8 lumens/W) Filamentos de Tungstênio ( 8 lumens/W) 1930s - Bronze poroso, Prata/Grafite e Carbetos 1930s - Bronze poroso, Prata/Grafite e Carbetos 1940s - Ligas de Tungstênio, Ferro e metais refratários 1940s - Ligas de Tungstênio, Ferro e metais refratários

3 METALURGIA DO PÓ O MERCADO DA METALURGIA DO PÓ Ligas de Ferro com grande precisão e elevada qualidade estrutural Ligas de Ferro com grande precisão e elevada qualidade estrutural Materiais de difícil processamento, com alta densidade e microestrutura uniforme Materiais de difícil processamento, com alta densidade e microestrutura uniforme Materiais com elevado ponto de fusão Materiais com elevado ponto de fusão Ligas especiais de materiais compostos Ligas especiais de materiais compostos Materiais com forma ou ingredientes pouco comuns Materiais com forma ou ingredientes pouco comuns Materiais porosos Materiais porosos

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

5 QUEIMA 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 PÓ

6 REAÇÕES PRELIMINARES Secagem Secagem Vaporização de água combinada Vaporização de água combinada Decomposição de materiais orgânicos Decomposição de materiais orgânicos Pirólise (termólise) de aditivos orgânicos Pirólise (termólise) de aditivos orgânicos Mudanças no estado de oxidação de íons Mudanças no estado de oxidação de íons Calcinação de carbonatos, sulfatos Calcinação de carbonatos, sulfatos METALURGIA DO PÓ

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

8 SINTERIZAÇÃO - TIPOS: NO ESTADO SÓLIDO (SSS): Somente partículas sólidas e poros. Ex.: Al 2 O 3 + 0,5% MgO; ZrO 2 + 3% Y 2 O 3 ; SiC + 2% B 4 C. NO ESTADO SÓLIDO (SSS): Somente partículas sólidas e poros. Ex.: Al 2 O 3 + 0,5% MgO; ZrO 2 + 3% Y 2 O 3 ; SiC + 2% B 4 C. COM FASE LÍQUIDA (LPS): Três componentes, mas concentra-se na parte sólida (<20% líquido). Ex.: Si 3 N % Y 2 O 3, SiO 2 ou Al 2 O 3. COM FASE LÍQUIDA (LPS): Três componentes, mas concentra-se na parte sólida (<20% líquido). Ex.: Si 3 N % Y 2 O 3, SiO 2 ou Al 2 O 3. VÍTREA VISCOSA(VGS): Somente líquido (vidro fundido) e porosidade. Ex.: esmaltes cerâmicos. VÍTREA VISCOSA(VGS): Somente líquido (vidro fundido) e porosidade. Ex.: esmaltes cerâmicos. COMPÓSITA VISCOSA, OU VITRIFICAÇÃO (VCS): Conteúdos de líquido maiores que LPS (>20% líquido). Ex.: cerâmica branca (porcelana). COMPÓSITA VISCOSA, OU VITRIFICAÇÃO (VCS): Conteúdos de líquido maiores que LPS (>20% líquido). Ex.: cerâmica branca (porcelana). METALURGIA DO PÓ

9 PROCESSO DE FABRICAÇÃO 1ª ETAPA: OBTENÇÃO DO PÓ Métodos: Atomização, Moagem ou Eletrólise OBTENÇÃO DO PÓ POR ATOMIZAÇÃO OBTENÇÃO DO PÓ POR MOAGEM

10 METALURGIA DO PÓ PROCESSO DE FABRICAÇÃO 2ª Etapa: COMPACTAÇÃO

11 METALURGIA DO PÓ PROCESSO DE FABRICAÇÃO 3ª Etapa: SINTERIZAÇÃO

12 METALURGIA DO PÓ SINTERIZAÇÃO NO ESTADO SÓLIDO Estágios e Microestrutura: (a) Partículas soltas de pó (a) Partículas soltas de pó (b) Estágio Inicial (b) Estágio Inicial (c) Estágio Intermediário (c) Estágio Intermediário (d) Estágio Final (d) Estágio Final

13 METALURGIA DO PÓ GRANULOMETRIAS CARACTERÍSTICAS

14 METALURGIA DO PÓ CRESCIMENTO DO GRÃO (a) - Crescimento normal (b) - Crescimento anormal Setas indicam direção de deslocamento dos contornos.

15 METALURGIA DO PÓ COMPACTAÇÃOSINTERIZAÇÃO

16 METALURGIA DO PÓ GRAFITA COMPACTADA GRAFITA SINTERIZADA

17 METALURGIA DO PÓ SINTERIZAÇÃO NO ESTADO LÍQUIDO (a) Grande volume de fase vítrea contínua (a) Grande volume de fase vítrea contínua (b) Vidro só aparece nas junções triplas (b) Vidro só aparece nas junções triplas (c) Vidro cristalizado no contorno de grão (fase líquida transiente) (c) Vidro cristalizado no contorno de grão (fase líquida transiente)

18 METALURGIA DO PÓ VANTAGENS : Facilidade de automação do processo Facilidade de automação do processo Produtividade elevada: Processo adequado para grandes lotes Produtividade elevada: Processo adequado para grandes lotes Precisão e repetitividade Precisão e repetitividade Máximo aproveitamento de material Máximo aproveitamento de material Eliminação de operações de usinagem Eliminação de operações de usinagem Permite formas complexas, bom acabamento superficial e tolerâncias estreitas Permite formas complexas, bom acabamento superficial e tolerâncias estreitas Pureza dos produtos obtidos, e controle preciso da composição química Pureza dos produtos obtidos, e controle preciso da composição química

19 METALURGIA DO PÓ LIMITAÇÕES : Geometria da peça deve permitir extração Geometria da peça deve permitir extração Custo de ferramental é elevado Custo de ferramental é elevado Tamanho da peça, em função da capacidade de compactação (força envolvida) Tamanho da peça, em função da capacidade de compactação (força envolvida) Eventuais defeitos não podem ser corrigidos Eventuais defeitos não podem ser corrigidos

20 METALURGIA DO PÓ MATERIAL ESTRUTURAL

21 METALURGIA DO PÓ COMPONENTES AUTOMOTIVOS

22 METALURGIA DO PÓ COMPONENTES DE METAL-DURO SEMI-ACABADOSACABADOS

23 METALURGIA DO PÓ COMPONENTES DE METAL-DURO: FERRAMENTAS DE USINAGEM FERRAMENTAS DE USINAGEM

24 METALURGIA DO PÓ COMPONENTES DE METAIS PESADOS ANTI-VIBRAÇÃO PROTEÇÃO RADIOATIVA CONTATOS ELÉTRICOS CONTRAPESOS

25 METALURGIA DO PÓ MATERIAIS POROSOS: AUTO-LUBRIFICANTES

26 METALURGIA DO PÓ MATERIAIS POROSOS: MEIOS FILTRANTES

27 METALURGIA DO PÓ COMPONENTES CERÂMICOS

28 METALURGIA DO PÓ COMPONENTES CERÂMICOS ABRASIVOS

29 METALURGIA DO PÓ COMPONENTES MAGNÉTICOS

30 METALURGIA DO PÓ MATERIAIS RESISTENTES AO ATRITO

31 METALURGIA DO PÓ CONTATOS ELÉTRICOS (GRAFITA)

32 METALURGIA DO PÓ QUESTIONÁRIO 1 – De quando datam os primeiros registros da utilização de materiais sinterizados? 2 – Cite os principais produtos industrializados pelo processo de sinterização. 3 – Descreva sucintamente o que acontece com os pós, no processo de sinterização. 4 – O que é o pó compactado verde? 5 – Quais são as reações preliminares que ocorrem no processo de queima? 6 – Defina a consolidação do agregado. 7 – Cite os diferentes tipos de sinterização. 8 – Quais são as etapas básicas do processo de produção pela metalurgia do pó? 9 – Para que serve o método de atomização? 10 – Descreva o funcionamento do método de moagem.


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