Compactação de pó metálico: De que maneira o pó pode ser conformado?

Compactação de pó metálico: De que maneira o pó pode ser conformado?

Peças metálicas fabricadas por meio da Metalurgia do Pó devem passar obrigatoriamente por duas etapas de fabricação: a compactação, em que o pó é conformado, e a sinterização, quando ocorre a união das partículas do pó. Existem várias maneiras de se conformar o pó, cada uma com suas particularidades, vantagens e desvantagens. É importante notar que raramente estes processos competem entre si, ou seja, para cada formato de peça, tamanho ou material existe um processo mais adequado de conformação do pó.

 1- Compactação Uniaxial

É o processo mais indicado para produção de grandes lotes aliado a uma alta precisão dimensional e baixo custo. Utiliza-se uma prensa onde é montado um ferramental rígido, geralmente composto por matriz e punções. A densificação por compactação simples pode chegar a 92% da densidade teórica do material ou até 95% quando são utilizados processos especiais, tais como a compactação a morno ou dupla compactação e dupla sinterização (2P2S ou DPDS). Caso passe pela etapa de forjamento a quente, o material poderá chegar a 100% de densificação e obter propriedades superiores ao do forjado convencional. O peso das peças varia de 1 grama a 4 kg e a produtividade é de 800 a 2.000 unidades por hora. Após a compactação as peças já podem seguir diretamente para etapa de sinterização, cujo ciclo varia de 3 a 5 horas.

 2- MIM – Metal Injection Molding

É adequado à produção de grandes lotes de peças com formatos complexos. A matéria- prima, chamada de feedstock, é composta por uma massa polimérica e por partículas de pó metálico. Esta massa é conformada como em um processo de injeção plástica, o que permite a obtenção de peças com formatos complexos e densidade entre 95 e 99% após sinterização. Antes da sinterização, porém, deve ser realizada a etapa de extração do ligante por intermédio de um processo termoquímico. O peso típico das peças varia entre 1 a 100 gramas, porém peças maiores também podem ser obtidas. A maior restrição refere-se à parede da peça, que não pode ser muito espessa devido à dificuldade de extração do ligante.

3- Compactação Isostática

Voltada à produção de pequenos lotes de peças com dimensões maiores. Possui baixa precisão dimensional e geralmente a peça deve passar por processos posteriores de conformação, tais como usinagem e retífica. Geralmente é utilizada para obtenção de blanks de materiais com alto desempenho, tais como metal duro ou aços ferramenta, e também na fabricação de componentes de alto desempenho, tais como rotores de turbina e trem de pouso aeronáuticos. Consiste na colocação do pó metálico em recipientes flexíveis que são posteriormente compactados quando submetidos a pressões entre 100 e 500 MPa. A densidade, dependendo da pressão aplicada, pode chegar a 100% de densificação. O processo pode ser feito a frio ou a quente (HIP).

Nas próximas edições falaremos mais sobre cada um destes processos. Além destes, outros processos tais como aspersão, compactação de alta velocidade (HVC), e impressão 3D (processo aditivo), podem ser empregados na Metalurgia do Pó. Mais informações poderão ser obtidas no livro “A Metalurgia do Pó”, encontrado no site www.metalurgiadopo.com.br.

Fernando Lervolino
Fernando Lervolino
Engenheiro mecânico com MBA em Gestão Empresas pela FGV. Pwder Metallurgy Technologist pela MPIF (USA), coordenador e co-autor da obra "A Metalurgia do Pó" (2009), atuando com Metalurgia do Pó desde 1990 nas empresas Qualisinter, Metalpó Grupo Setorial de Metalurgia do Pó, Höganäs e BS Metalúrgica, nas áreas de P&D, projeto, automação e marketing

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