Como Cadinhos de Tungstênio São Fabricados

Cadinhos de tungstênio são ferramentas essenciais em metalurgia de alta temperatura, capazes de suportar o ponto de fusão extremo do metal de 3.410 °C. São produzidos por várias técnicas — fiação, estampagem, forjamento e sinterização — cada uma escolhida por sua adequação a requisitos específicos de design e volumes de produção.

1. Método de Fiação

O processo de fiação começa com um lingote de tungstênio produzido via metalurgia do pó. O lingote é laminado a quente em chapas finas da espessura requerida, então cortado em folhas circulares. Estas folhas são colocadas em uma máquina de fiação a quente onde uma matriz rotativa as molda na forma do cadinho. Durante cada passagem, a espessura da parede é reduzida em cerca de 0,5 mm enquanto a chapa permanece concêntrica com o molde. Após várias iterações, a forma do cadinho é alcançada.

Para prevenir trincas e melhorar plasticidade, a peça é aquecida com chama de hidrogênio-ar a ~1.000 °C. Uma vez que o material foi deformado 50–70% da espessura final, um recozimento de 1 hora a 1.000–1.100 °C em atmosfera de hidrogênio alivia tensões internas antes da próxima passagem.

2. Método de Estampagem

A estampagem entrega alta qualidade superficial, precisão dimensional e eficiência de material. O processo compreende três estágios:

• Corte: Corte, perfuração ou aparamento da chapa bruta de tungstênio ao tamanho desejado.
• Dobramento: Aplicação de pressão para deformar plasticamente o material na curvatura desejada.
• Estampagem Profunda: Formação de peça oca forçando o material em uma matriz sob o punção, produzindo as paredes do cadinho.

A estampagem é especialmente adequada para produção leve e de baixo volume onde custo e velocidade são prioridades.

3. Método de Forjamento

Cadinhos forjados atingem a maior densidade — tipicamente >19,0 g/cm³ — aproximando-se da densidade teórica, e resistência à tração e resistência à deformação superiores. O processo inclui:

1. Calcular o tamanho e massa requeridos da barra de tungstênio; a densidade relativa inicial é 90–95%.
2. Aquecer a barra a 1.400–1.600 °C em forno de hidrogênio, seguido por múltiplas passagens de forjamento até deformação total de 50–60% e formação da forma do cadinho.
3. Recozimento do lingote forjado e usinagem para dimensões finais.

4. Método de Sinterização

Sinterização via pressão isostática é a rota mais comum para produção em larga escala. O fluxo de trabalho é:

1. Preparar molde correspondente ao tamanho do blank desejado e preenchê-lo com pó de tungstênio que atenda padrões nacionais. A densidade de compactação é mantida aplicando 180–250 MPa de pressão isostática.
2. Colocar o blank em forno de indução de alta temperatura. A taxa de aquecimento é 80–150 °C/h, atingindo 2.200–2.400 °C por 4–8 horas para alcançar densificação total.
3. Resfriar, então usinar o blank sinterizado para tolerâncias finais.
4. Realizar inspeção completa de aparência, dimensões e densidade.

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