METALURGIA DO P

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METALURGIADO 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
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METALURGIA DO PÓ

• HISTÓRICO
• 3000 AC - Egito Armas de aglomerado de pó de
  Ferro
• 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
• 1905 - Filamentos de Carbono (4 lumens/W)
• 1910 - Filamentos de Tungstênio ( 8 lumens/W)
• 1930s - Bronze poroso, Prata/Grafite e
  Carbetos
• 1940s - Ligas de Tungstênio, Ferro e metais
  refratários

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METALURGIA DO PÓ

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

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METALURGIA DO PÓ

• 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.

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METALURGIA DO PÓ

• 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

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

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METALURGIA DO PÓ

• CONSOLIDAÇÃO E SINTERIZAÇÃO
• 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 ocorre a partir de ½ a 2/3 da
  temperatura de fusão, o suficiente para causar
  difusão atômica ou fluxo viscoso.

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• SINTERIZAÇÃO - TIPOS
• NO ESTADO SÓLIDO (SSS) Somente partículas
  sólidas e poros. Ex. Al2O3 0,5 MgO ZrO2 3
  Y2O3 SiC 2 B4C.
• COM FASE LÍQUIDA (LPS) Três componentes, mas
  concentra-se na parte sólida (lt20 líquido). Ex.
  Si3N4 5-10 Y2O3, SiO2 ou Al2O3.
• VÍTREA VISCOSA(VGS) Somente líquido (vidro
  fundido) e porosidade. Ex. esmaltes cerâmicos.
• COMPÓSITA VISCOSA, OU VITRIFICAÇÃO (VCS)
  Conteúdos de líquido maiores que LPS (gt20
  líquido). Ex. cerâmica branca (porcelana).

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METALURGIA DO PÓ

• PROCESSO DE FABRICAÇÃO
• 1ª ETAPA OBTENÇÃO DO PÓ
• Métodos Atomização, Moagem ou Eletrólise

OBTENÇÃO DO PÓ POR MOAGEM
OBTENÇÃO DO PÓ POR ATOMIZAÇÃO
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METALURGIA DO PÓ

• PROCESSO DE FABRICAÇÃO
• 2ª Etapa COMPACTAÇÃO

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METALURGIA DO PÓ

• PROCESSO DE FABRICAÇÃO
• 3ª Etapa SINTERIZAÇÃO

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• SINTERIZAÇÃO NO ESTADO SÓLIDO

• Estágios e
• Microestrutura
• (a) Partículas soltas de pó
• (b) Estágio Inicial
• (c) Estágio Intermediário
• (d) Estágio Final

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METALURGIA DO PÓ
GRANULOMETRIAS CARACTERÍSTICAS
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METALURGIA DO PÓ

• CRESCIMENTO DO GRÃO

1. - Crescimento normal
2. - Crescimento anormal

Setas indicam direção de deslocamento dos
contornos.
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COMPACTAÇÃO
SINTERIZAÇÃO
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METALURGIA DO PÓ
GRAFITA COMPACTADA
GRAFITA SINTERIZADA
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• SINTERIZAÇÃO NO ESTADO LÍQUIDO

• (a) Grande volume de fase vítrea contínua
• (b) Vidro só aparece nas junções triplas
• (c) Vidro cristalizado no contorno de grão (fase
  líquida transiente)

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

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

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• MATERIAL ESTRUTURAL

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• COMPONENTES AUTOMOTIVOS

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• COMPONENTES DE METAL-DURO

SEMI-ACABADOS
ACABADOS
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• COMPONENTES DE METAL-DURO
• FERRAMENTAS DE USINAGEM

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• COMPONENTES DE METAIS PESADOS

ANTI-VIBRAÇÃO
PROTEÇÃO RADIOATIVA
CONTATOS ELÉTRICOS
CONTRAPESOS
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• MATERIAIS POROSOS AUTO-LUBRIFICANTES

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• MATERIAIS POROSOS MEIOS FILTRANTES

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• COMPONENTES CERÂMICOS

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• COMPONENTES CERÂMICOS ABRASIVOS

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• COMPONENTES MAGNÉTICOS

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• MATERIAIS RESISTENTES AO ATRITO

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• CONTATOS ELÉTRICOS (GRAFITA)

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• 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.