Etapas do processo de metalurgia do pó

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho aos meus amigos e colegas do curso de engenharia de produção da FEI, os quais além de acompanhar e vivenciar todos os desafios e obstáculos transpostos durante os então nove semestres do curso, não tem o conhecimento de quanto já ajudaram direta ou indiretamente para que tudo tenha se encaminhado com o sucesso que se fez presente neste período.

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer a todo o conhecimento transmitido através das aulas, provas, trabalhos e desafios pela banca formada por professores, mestres e doutores que participam na formação dos universitários da FEI e na transformação destes em homens e profissionais de grande sucesso como a história nos mostra.

Gostaria de agradecer tambem a todos os familiares dos participantes deste trabalho, os quais tambem tiverem que se dedicar e por algumas vezes até abdicar para que todos estivessem aqui hoje.

EPÍGRAFE

"Escrever é como libertar a alma dos medos que ainda nao tenho coragem de viver." 

RESUMO

A sinterização, aos olhos da metalurgia do pó, pode ser compreendida como um processo no qual pós metálicos ou não-metálicos uma vez compactados, recebem tratamento térmico no qual a temperatura de processamento é necessariamente sempre menor que a sua temperatura de fusão. Durante este processo ocorrem várias reações no estado sólido do elemento, que são termicamente ativadas. Este processo cria uma alteração na estrutura microscópica do elemento base, cuja finalidade é obter uma peça sólida coerente e com as características desejadas. Uma vez que os diferentes pós e materiais com suas próprias e distintas características sinterizam de maneira diferentes entre si.

Palavras-chave: Sinterização, termicamente ativado, pós metálicos, metalurgia do pó.

ABSTRACT

The sintering, throw the eyes of powder metallurgy, can be understood as a process in which powdered metal or non-metallic once compressed received heat treatment in which the processing temperature is necessarily always lower than its melting temperature. During this process several reactions occur in the solid state of the element, which is thermally activated. This process creates a change in the microscopic structure of the base element, whose purpose is to obtain a solid piece and consistent with the desired characteristics. Since the different powders and materials with their own distinctive characteristics have their own sintering so different from the others.

Keywords: Sintering, thermally activated, powdered metal, powder metallurgy. 

1. Introdução

Sinterização, como breve definição, é um processo com ativação térmica através do qual um conjunto de partículas em contato liga-se umas às outras, obtendo uma estrutura rígida, total ou parcialmente densa. A sinterização é utilizada para se fabricar peças metálicas, cerâmicas e compósitos metal-cerâmica, sendo parte integrante e principal de técnicas denominadas metalurgia do pó e cerâmica, que possui justamente a incumbência da fabricação de produtos metálicos e cerâmicos a partir dos pós dos constituintes. Esse aquecimento, chamado sinterização, tem como responsabilidade conferir à massa de pó aglomerada as propriedades físicas e mecânicas desejadas, as quais tornam-se viáveis através da grande variedade de pós e materiais com suas próprias e distintas características, que sinterizam de maneira diferentes entre si.

2. Etapas do processo de metalurgia do pó

A tecnologia da Metalurgia do Pó baseia-se na prensagem de pós em moldes metálicos e consolidação da peça por aquecimento controlado. O resultado é um produto com a forma desejada, bom acabamento de superfície, composição química e propriedades mecânicas controladas. O processo da metalurgia envolve quatro etapas fundamentais: a obtenção (neste esquema por atomização), a mistura, compactação e a sinterização dos pós, como pode ser visto no esquema abaixo.

3. Tipos de sinterização

Existem, rigorosamente falando, dois tipos básicos de sinterização: a sinterização por fase sólida e a sinterização por fase líquida. A força motora para a ocorrência de qualquer tipo de sinterização é a diminuição da energia livre superficial do conjunto de partículas. Esta diminuição ocorre por meio do desaparecimento da interface material/poro, que é substituída pela interface material/material, quando a porosidade desaparece. Estes dois tipos básicos de sinterização são capazes de densificar total ou parcialmente a estrutura, sendo que com o primeiro tipo é possível se obter uma estrutura com porosidade controlada, enquanto que o fechamento total da porosidade é mais facilmente obtido através da sinterização por fase líquida.

Durante a sinterização, a porosidade da estrutura é fechada. Para isto, material deve ser deslocado para preencher os espaços vazios. É justamente o modo como este material é deslocado que indica o tipo de sinterização. Deste ponto de vista, a cinética de sinterização difere grandemente quando existe ou não um líquido presente na estrutura. Por isso, o processo de sinterização é divido nos tipos básicos citados anteriormente. Dentro destas classes básicas, existem muitas variações de cinética de sinterização, devido a enorme variedade de materiais sinterizáveis, suas relações e as relações entre estas e os fatores geométricos significantes (tamanho e forma de partículas). Devido a isto, quando se deseja determinar a cinética de sinterização de dado sistema, a rigor, deve-se examinar criteriosamente o caso específico, usando as teorias como subsídio, ao invés de se tentar enquadrar o processo dentro das teorias existentes, como é usualmente feito.

3.1. Sinterização por fase sólida

Na sinterização por fase sólida, material é transportado sem que haja qualquer tipo de líquido na estrutura. Existem diversas formas de transporte de material: por fluxo viscoso (caso dos vidros, materiais amorfos e também cristalinos, submetidos à pressão), por difusão atômica (os cristais) ou por transporte de vapor (materiais com alta pressão de vapor). Em todos estes casos, material é transferido para a região de contato entre partículas vizinhas. Outras formas de transporte, até mais eficientes do que estas citadas, devem