Metalurgia do Pó: Processo, Vantagens e Desvantagens

A Metalurgia do Pó ou M/P é um processo de manufatura de produção de objetos acabados ou semi-acabados pela compressão de pó metálico em matrizes adequadas. É um dos processos mais baratos que proporciona alta qualidade, alta resistência, formas complexas com alto grau de precisão. Estes fatores tornam este processo mais adequado para produção em massa. Envolve principalmente quatro etapas básicas.

1. Preparação do Pó
2. Mistura e Homogeneização
3. Compactação
4. Sinterização

Às vezes, este processo é realizado com algumas operações secundárias como calibração, cunhagem, infiltração, forjamento a quente etc.

A metalurgia do pó é tecnologia em contínuo crescimento. Quase todos os metais podem ser fundidos pela tecnologia M/P, mas principalmente pó de ferro é usado com alguns elementos de liga como cobre, grafite que proporcionam maior resistência.

Saiba mais sobre este processo com seus prós e contras neste artigo.

Processo de Metalurgia do Pó:

Como discutido, M/P envolve quatro processos básicos:

1. Preparação do Pó:

Esta é a primeira e básica etapa para produzir qualquer objeto por metalurgia do pó. Qualquer material pode ser convertido em pó. Existem vários processos de produção de pó como atomização, moagem, reação química, eletrólise etc.

2. Mistura e Homogeneização:

Como o nome implica, esta etapa envolve mistura de dois ou mais pós de materiais para produzir material de liga de alta resistência segundo requisito do produto. Este processo garante distribuição uniforme do pó com aditivos, ligantes etc. Às vezes lubrificantes também são adicionados no processo de homogeneização para melhorar características de fluxo do pó.

3. Compactação:

Compactação significa comprimir a mistura de pó preparada em matrizes predefinidas. Esta etapa visa reduzir vazios e aumentar densidade do produto. O pó é compactado no molde pela aplicação de pressão para formar um produto chamado compacto verde (produto obtido pela compactação). Envolve faixa de pressão de 80 a 1600 MPa. Esta pressão depende das propriedades do pó metálico e ligantes.

Para pó mole, pressão de compactação é cerca de 100-350 MPa. Para aço, ferro etc., pressão está entre 400-700 MPa.

4. Sinterização:

O compacto verde, produzido pela compressão, não é muito forte e não pode ser usado como produto final. Esta etapa envolve aquecimento do compacto verde a temperatura elevada que garante ligação forte permanente entre partículas adjacentes. Este processo fornece resistência ao compacto verde e o converte em produto final. A temperatura de sinterização é geralmente cerca de 70 a 90 por cento da temperatura de fusão do pó metálico.

5. Operação Secundária

O objeto sinterizado é mais poroso comparado a material totalmente denso. A densidade do produto depende de capacidade da prensa, temperatura de sinterização, pressão de compactação etc. Às vezes, o produto não requer alta densidade e o produto sinterizado é usado diretamente como final. Mas às vezes, produto de alta densidade é requerido (ex: fabricação de mancais) onde produto sinterizado não pode ser usado como acabado. Por isso operação secundária requerida para obter alta densidade e precisão dimensional. Operações secundárias mais comuns: calibração, forjamento a quente, cunhagem, infiltração, impregnação etc.

Vantagens e Desvantagens:

Vantagens:

• M/P é custo-efetivo para produção em massa devido à ausência de custo de mão de obra, custo de usinagem adicional etc.
• Este processo não requer operador altamente qualificado.
• Algumas ligas só podem ser produzidas pela tecnologia M/P.
• Alta taxa de produção. Pode produzir 500 a 1000 peças por hora.
• Formas complexas podem ser produzidas.
• Produtos bimetálicos e laminados podem ser facilmente produzidos pelo método M/P.

Desvantagens:

• Alto custo de equipamento.
• É econômico apenas para produção em massa.
• Desenhos intrincados são difíceis devido à menor fluidez do pó metálico.
• Não pode produzir produto completamente denso e uniforme.
• Tamanho do produto restrito devido à capacidade da prensa.
• Alguns pós metálicos, que podem causar explosão em forma de pó, não podem ser usados.
• Baixa propriedade de impacto e fadiga do produto final.
• É difícil fundir metais de baixo ponto de fusão pela tecnologia M/P.

Aplicações:

• Ferramentas de corte como ferramentas de carboneto cementado, ferramentas cerâmicas etc. são produtos de metalurgia do pó.
• Buchas elétricas feitas pela mistura de Cu e Ag com grafite são produtos M/P.
• Bicos para foguetes e mísseis.
• Pequenas peças em aplicações automotivas e de eletrodomésticos onde a capacidade de produzir forma quase final requerendo usinagem mínima, proporciona forte vantagem econômica.
• Mancais, buchas etc.
• Metais magnéticos suaves como Fe, Fe-3Si etc. podem ser facilmente conformados em forma final por M/P.

Este é tudo sobre processo de metalurgia do pó com suas vantagens e desvantagens. Se tiver dúvidas, comente. Se gostou, compartilhe nas redes sociais. Assine nosso site para mais artigos informativos. Obrigado pela leitura.