Metalurgia Do Pó

5/25/2018 Metalurgia Do P

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Metalurgia do P

Danilo Pavel

Jos Eduardo

Laio Vtor

Thiago Albert

Wildembergy Lucas


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Metalurgia do P a tcnica de produo de peas metlicas a

partir de metais e suas ligas reduzidos ao

estado pulverulento


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ObtenoOs ps so misturados, submetidos a

compactao em matrizes e os compactados

so sinterizados.

Em alguns casos comum a fabricao de peas semi-acabadas que necessitam de usinagem para

acabamento.


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Compactao


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Sinterizao


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Produtos obtidos tambm por tcnicas

metalrgicas usuais:- Peas de ferro e ao sinterizado

- Peas de metais e ligas no-ferrosas

- Certos ms alnico

Produtos exclusivos:- Metais refratrios

- Ligas pesadas

- Metal duro- Materiais porosos

- Escova coletora de corrente eltrica

- Contatos eltricos compostos


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Tungstnio (W) Ponto de fuso: 3410C

Minrios: volframita(tungstato de ferro e mangans),

xelita(tungstato de clcio) Os minrios so transformados em WO3 Por reduo em hidrognio, passa a tungstnio puro

na forma pulverulenta


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Peas em Tungstnio


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Dupla sinterizao do Tungstnio

Pr-sinterizao: Em barras

Em torno de 1000 e 1100C Possibilita o manuseio

Sinterizao: Fornos eltricos especiaisAtmosfera protetora de hidrognio Temperatura de 3000C


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Eventos durante a sinterizao Crescimento de gro desde 900 at 2800C

Controla-se o crescimento com p de

tungstnio, xidos (de alumnio, slica oualcalinos)

Contrao e reduo da porosidade


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ConformaoFilamentos

1 Forjamento rotativo das barras (entre 1300 e1700C)- Reduz-se a seco a 1mm de dimetro- Densidade atingida: 18g/cm

2 Trefilao (entre 400 e 800C)- Reduz-se a seco a 0,3mm de dimetro


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Produto Final Fios de densidade prxima a 19,3g/cm

Resistncia a trao de 400Kgf/mm

Fios para filamento de lmpada incandescente Tubos eletrnico e eletrodos de raio-x

Outras conformaes: chapas, eletrodos (desoldagem, velas de ignio)


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Eletrodos para soldagem em Tungstnio


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Molibdnio (Mo)Procedimentos:

Os minerais so transformados em MoO3 ereduzidos a Molibdnio metlico em p

Sinterizao em barra (por passagem direta de

corrente eltrica) Forjamento rotativo por laminao

Trabalhado frio


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Produto Final Densidade de 10 a 10,2g/cm

Resistncia trao: 240Kgf/mm (encruado),

120Kgf/mm (recozido)

Aplicaes: grelha de tubo eletrnico,

eletrodos de raios-x, materiais para contatoseltricos, elementos de aquecimento para

forno eltrico etc.


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Tntalo (Ta) Metal resistente a ao de cidos como: HCl, HNO3,

gua rgia, H2SO4, H3PO4.

Apresenta brilho metlico, resiste muito bem corroso por cidos.

Bom condutor de calor e eletricidade.

Pode ser obtido por fundio.


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Obteno Obtido pela formao de fluoretos duplos de

tntalo e nibio, cuja separao possvel porque ode tntalo menos solvel que o de nibio.

Purificao do metal: por eletrlise, tratamentocom HF e recozimento vcuo (at 1600C).

Sinterizao em barras sob vcuo (pela passagemde corrente eltrica). Temperatura chega a 2700C.

A densidade fica baixa e, o material, poroso. Forja-se o material e sinteriza-se novamente (a

densidade aumenta, elimina a porosidade)


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Produto Final Densidade de 16,65g/cm. Resistncia trao: entre 87 e 120Kgf/mm

(encruado), entre 35 e 62Kgf/mm (recozido). Ductilidade maior que a do Tungstnio e doMolibdnio

Aplicaes: capacitores de telefones e pagers,lmpadas para turbina vapor, componentes demotores de jatos, peas de msseis e reatores

nucleares, material bio-compatvel.


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Peas em Tntalo


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Nibio (Nb) Propriedades, processo de fabricao e aplicaes

semelhantes as do tntalo.

Cinza brilhante, adquire colorao azulada emcontado com o ar.

Densidade de 8,57g/cm (metade da do tntalo)

O Brasil dono de 98% das reservas de

nibio do mundo


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Ligas Pesadas Ligas baseadas em tungstnio (mnimo de 90%),

facilmente sinterizveis, possuem altausinabilidade.

Densidade de 18,5% Substitui metais de alta densidade como: platina

(21,5g/cm), ouro (19,3g/cm), tungstnio(19,3g/cm), urnio (18,7g/cm), chumbo

(11,4g/cm) Teor de nquel: 1 a 16% Teor de Cobre: 3 a 20%


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Aplicaes Recipientes de cpsulas para substncias radioativas

Rotores de giroscpios

ContrapesosAmortecedores de vibrao tensional

Embreagens centrfugas


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Material Poroso Porosidade proposital e controlada

Exemplos clssicos:

Filtros metlicos Buchas autolubrificantes


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ObtenoA compactao do p realizada sem aplicao de

presso ou sob presso muito baixaA presena de grafita e de uma substncia voltil

adicionada tambm forma os porosA sinterizao em torno de 800C (filtros) ou

1100C (mancais)

A produo de mancais ou buchasautolubrificantes diferenciada pela impregnaode leo aps a sinterizao

O volume de poros pode chegar a 30%


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Os filtros metlicos so produzidos comumente debronze ou ao inoxidvel

usado comumente em: Indstria qumica para gases e leos; Indstria petroqumica


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Filtros metlicos sinterizados


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A fabricao de mancais autolubrificantes em: Ferro-chumbo-grafita (o mais resistente) Bronze (mais comum) Ferro (mais resistente que o bronze)

A adio de cobre, estanho, nquel, ferro ou fsforo

aumenta a resistividade mecnica da bucha Nos mancais com suporte de ao tambm usa-se a

metalurgia do p para revestimento de Cu-Pb


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Buchas autolubrificantes


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Materiais para contatos eltricos

Combinaes de materiais metlicos que no se ligampor fuso convencional

Tungstnio ou molibdnio com prata ou cobre;

Cobre, bronze ou prata com grafita;

Prata com carboneto de tungstnio


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Em princpio os materiais para contato eltrico sodivididos em dois grupos:

Metal-grafita Compostos ou pseudoligas


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Metal grafita Empregados em escovas coletoras de corrente

(transferir corrente eltrica entre partes estacionrias eem movimento de motores, geradores etc)


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Escova de grafita: Aplicada em alta voltagem e baixa corrente

Escova de grafita com metais de altacondutibilidade trmica: Suporta alta corrente

Caractersticas lubrificantes


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Escovas de grafite


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Compostos ou pseudoligas Boa condutibilidade eltrica

Pela prata ou cobre

Resistncia ao calor Tungstnio ou Molibdnio


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Tipos e aplicaes das pseudoligas

Cobre-tungstnio: Interruptores de potencial de alta teno

Maior resistncia de contato

Prata-tungstnio: Interruptores de potncia de baixa teno

Maior resistncia a oxidao

Prefervel em conduo de corrente permanente


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Obteno

Mistura

Compactao

Sinterizao

Conformao final Recompresso Calibragem Usingem

Forjamento ou extruso(melhor densidade, dureza econdutibilidade)

Compresso a quentePara ligas com teor de metalrefratrio prximo de70%

infiltraoEsqueleto poroso de materialrefratrio ser impregnadode metal de altacondutibilidade


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A condutibilidade aumentada se a sinterizao feita acima da temperatura de fuso do metal de

alta condutibilidade. devido a esse processo que necessria uma operao de conformao final,forjamento, extruso, compresso a quente ou

infiltrao.


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Materiais de frico sinterizados

Metais como cobre, ferro e zinco misturados comelementos abrasivos formando um sinterizado

que,comparado aos materiais no-metlicos,possuem propriedades.


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Melhores Resistncia ao calor gerado Boa condutibilidade trmica

Resistncia ao desgaste

Suavidade de funcionamento Coeficiente de frico igual ou ligeiramente menor

que o no-ferrosos


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Obteno

A compactao no com o enchimento diretodas matrizes com a mistura de ps

Os compactados so de pequena espessura e

grande rea e so relativamente frgeis, devemser manuseados com cautela

O compactado, geralmente em forma de anel,

aplicado em suporte de ao Na sinterizao, o compactado se solda ao

suporte, ficando assim com a rigidez eresistncia desejada


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Materiais usados

Cobre: o bsico da liga 60 a 80%

Chumbo: As partculas ficam dispersas e atuam como lubrificante

se a temperatura passar do seu ponto de fuso

Zinco e Ferro Materiais abrasivos:

Pode ser slica, xido de alumnio, feldspato,carboneto deslica etc

Ps lubrificantes (grafita e sulfeto de molibdnio)

Estanho: 2 a 10%


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Produto final Materiais para sistema de embreagens e frenagem de

equipamentos pesados e de terraplanagem

Peas de pequena espessura e rea superficial grande


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Ferro e ao sinterizado

As peas so produzidas de forma definitiva ou comusinagem e acabamento

Temperatura de sinterizao entre 1100C e 1300C Dupla compresso Dupla sinterizao Impregnao de cobre ou ligas de cobre para aumentar

a densidade


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Tratamentos trmicos Cementao ou carbonitretao para melhorar a

resistncia ao desgaste

Tratamentos superficiais para melhorar a

resistncia a corroso Oxidao a vapor

Fosfatizao

cromao


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Esqueletoporoso

Impregnao metlica

Infiltrao

de cobre ou

de

liga de cobreMaterialpraticamente

sem poro


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Forjamento sinterizadoPea prmoldada

Forjamento em

matriz fechada

Usinagem em

acabamento


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Aplicaes Ferro sinterizado sem elemento de liga

Pequenas embreagens

Pequenos componentes mecnicos

Ferro carbono, ferro-carbono-cobre, ferro-carbono-nquel (densidade mdia) Componentes de mquina de datilografia,

eletrodomsticos e veculosAos ao nquel, ferro ou aos sinterizados

Componentes de veculos e armas


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Metais e Ligas no-ferrosas

produzidos por Metalurgia do p

Mais Importantes:

Cobre e suas Ligas

Alumnio e suas Ligas


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Cobre e suas LigasAlta condutibilidade eltrica

Alta densidade Obviamente, s so produzidas por Metalurgia do P

se for economicamente vivel.


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Bronze Liga de Cobre e Estanho

Alta resistncia corroso


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Lato Liga de Cobre e Nquel

Boa resistncia corroso Boa ductilidade

Elevada usinabilidade

Alta resistncia corroso


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Alumnio e suas ligas Problema na compactao do p

Adio de lubrificante base de cera (Impedir a junodo alumnio na matriz)

Adio de magnsio (Evitar a oxidao)


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Ferritas Materiais cermicos base de xidos metlicos

complexos

Condutibilidade eltrica baixa comparada com osmetais e ligas

Aplicao em condies magnticas de alta freqncia


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Utilizadas em indutores de filtros, transformadores de

alta freqncia, ncleos de antenas, indutoresvariveis, sintonizadores e seletores, isolantes,circuladores


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Naturais (poucas aplicaes)

Sintticos spinel (obtidos por metalurgia do p)

Ps metlicos tipo carbonila

Ps de Fe2O3, MnCO3 e ZnO

Tipos


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