Metalurgia Do Pó

Conteúdo: Processos de fabricação

As operações básicas de compactação (ou de prensagem) e de

aquecimento (ou de sinterização) podem ser combinadas de diversas

maneiras, para processos de fabricação de pós-metálicos. Além disso, as

operações de prensagem e de sinterização são variadas e controladas, a fim

de atender a muitas condições, e em alguns casos outras operações são

acrescentadas.

Compactação dos pós

É uma das operações básicas do processo. O pó é colocado em

cavidades de matrizes montadas em prensas de compressão, especialmente

fabricadas para a técnica da metalurgia do pó, onde é comprimido a

pressões determinadas, de acordo com o tipo do pó usado e com as

características finais desejadas das peças sinterizadas.

Prensagem

O efeito da pressão sobre o pó metálico é comprimir as partículas em

conjunto, a fim de entrelaçá–las no lugar, iniciar ligações interatômicas, e

aumentar a densidade da massa. A pressão aplicada a um compacto

determina a sua densidade e a sua resistência à tração, final. Teoricamente,

se um pó é prensado o suficiente, ele atingirá 100% da densidade e da

resistência do metal base, pelo menos após a sinterização. Esta condição é

aproximada em algumas peças, algumas vezes por uma re-prensagem e por

pre-sinterização. Pressões altas, e particularmente operações adicionais, são

caras e não desejadas para peças que não têm alta resistência à tração. Na

outra extremidade da escala de densidades, pouca ou nenhuma pressão é

necessária para peças porosas.

Muitas prensas são prensadas a frio; apenas algumas são prensadas a

quente. A prensagem a quente é dura para as ferramentas, mas deve ser

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efetuada em uma atmosfera neutra, e é lenta.

Um tamanho adequado de partículas, distribuição adequada de

tamanhos, e mistura cuidadosa são requisitos para se obter uma peça

prensada satisfatória.

Um lubrificante, tal como o esterato de zinco, é muitas vezes

misturado com o pó metálico. Ele lubrifica o compacto sob pressão, mas

também se volatiliza na sinterização, e ajuda a manter a continuidade entre

poros de peças acabadas.

O pó metálico é comumente comprimido em uma cavidade de matriz,

com a forma da peça, por meio de um ou mais êmbolos. A qualidade

depende de se compactar uniformemente o material. O pó metálico não

escoa facilmente em torno de cantos e em recessos, como um fluido. A

fricção é alta entre as partículas e as paredes da matriz. Assim, um êmbolo

não pode compactar senão as peças mais simples, até uma densidade

uniforme. Particularmente aquelas peças que têm degraus, paredes finas,

flanges etc., devem receber ação de dois ou mais êmbolos, a fim de

distribuir uniformemente a pressão através das secções. A mais complexa

das peças pode exigir até dois movimentos de êmbolo, superiores, e três ou

quatro movimentos de êmbolos, inferiores, e mesmo alguns movimentos

laterais. Algumas peças não podem ser feitas com o equipamento disponível.

A prensagem do pó é normalmente efetuada em prensas

especificamente destinadas a este fim. Tal prensa é classificada pelas

toneladas de força que ela pode empregar e pela profundidade máxima da

câmara da matriz que ela pode acomodar, em polegadas. A tonelagem

determina a área da seção transversal da maior peça que pode ser sujeita a

uma pressão dada. A profundidade da câmara da matriz, chamada o

enchimento da matriz, determina que profundidade um enchimento de pó

pode ter. Isso limita o comprimento da peça prensada. A relação entre a

profundidade do pó para o comprimento da peça compactada é de 2/1 a 3/1

para ferro e cobre e até 8/1 para outros materiais.

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A maioria das prensas abaixo de 150 toneladas é mecânica, porque

elas são mais rápidas. Uma prensa mecânica trabalha para tamanho

uniforme, mas causa diferenças de densidade, quando há variação nas

condições, como, por exemplo, a quantidade de carga. Uma prensa

hidráulica pode ser regulada para dar uma pressão dada para se obter uma

densidade uniforme ou para parar a um tamanho uniforme. As grandes

prensas para pó metálico são hidráulicas, com capacidades até 5000 t. em

tamanhos