UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO

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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO 
DIRETORIA DE CIÊNCIAS EXATAS 
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
 
 
 
 
 
PROJETO INTEGRADO – PROJETO INTEGRADOR EM MATERIAIS E 
PROCESSOS 
PROCESSO DE METALURGIA DO PÓ 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNO: MARIA ELIANA BEZERRA DA SILVA 
RA: 1421205482 
SÃO PAULO 
2022 
 
 
AUTOR: MARIA ELIANA BEZERRA DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
PROCESSO DE METALURGIA DO PÓ 
 
Pesquisa apresentada à Universidade Nove de Julho – 
UNINOVE, parte da disciplina de PROJETO INTEGRADOR 
DE MATERIAIS E PROCESSOS. 
 
 
 PROFESSOR RAFAEL URNHANI BATISTA DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2022 
RESUMO 
 
A metalurgia do pó é um processo de fabricação que produz peças tendo como matéria-
prima pó metálico ou não. A metalurgia do pó é um processo em que a economia de material é 
levada ao extremo, com mínimas perdas de matéria-prima (as perdas na usinagem 
convencional, por exemplo, podem chegar a 50%). Certas ligas podem ser obtidas pela 
metalurgia do pó a custos várias vezes inferiores do que se fossem produzidas pela metalurgia 
convencional. A possibilidade de conjugar peças simples e partes sinterizadas também 
representa um importante fator de economia de custos, com preservação de qualidade do 
produto final. 
Basicamente, os pós metálicos são prensados em ferramental apropriado com posterior 
aquecimento sob condições controladas a temperaturas abaixo do ponto de fusão do metal base 
para promover ligação metalúrgica entre as partículas na Metalurgia do pó e sinterização. 
A consideração dos aspectos econômicos da Metalurgia do pó e sinterização torna ainda 
mais significativos quando se fabricam peças de formas complexas, tolerância dimensionais 
rigorosas e grandes lotes de produção. 
Mais à frente veremos com mais detalhes o processo, suas vantagens e desvantagens, 
além do seu desenvolvimento ao longo da história. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 1.INTRODUÇÃO ..........................................................................................1 
 2. DESENVOLVIMENTO ............................................................................2 
 3.CONCLUSÃO ..........................................................................................14 
 4.REFERÊNCIAS........................................................................................16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Base histórica 
Embora pesquisas arqueológicas mostrem que o homem já produzia armas, lanças e 
ferramentas a partir de aglomerados de ferro, há cerca de 6000 anos a.C., somente no século 
XIX foram dados os primeiros passos para o desenvolvimento da moderna metalurgia do pó. O 
ano de 1829 representa um marco na história da metalurgia do pó, pois data desse período a 
produção de peças de platina maleável, material que até então não podia ser processado por 
fundição normal, em razão do seu alto ponto de fusão (cerca de 1.775°C). 
 No início do século XX, foram desenvolvidos processos para obtenção de peças de 
tungstênio e de molibdênio por sinterização. Mas a produção só se expandiu mesmo após a 
Segunda Guerra Mundial, para atender à demanda indústria automobilística. 
A metalurgia do pó é uma alternativa que torna possível a produção com uma única 
prensa e um operador, com o máximo aproveitamento da matéria-prima. Essa tecnologia 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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. DESENVOLVIMENTO 
 
Processo de Metalurgia do pó consiste das seguintes operações: 
 1. Produção do pó; 
2. Mistura (“blending”: composição química igual; “mixing”: composição química 
diferente); 
3. Compactação; 
4. Sinterização 
5. Operações de acabamento 
 
 Sinterização 
Basicamente, a sinterização é um processo de estado sólido ou líquido, ocorrendo 
ligação química e metalúrgica das partículas do pó no sentido de eliminar ou diminuir a 
porosidade existente no compactado verde, formando um corpo coerente provido das 
propriedades físicas primárias do sinterizado. 
1 
A possibilidade de conjugar peças simples e partes sinterizadas também representa um 
importante fator de economia de custos, com preservação de qualidade do produto final. O 
controle exato da composição química desejada do produto final, a redução ou eliminação das 
operações de usinagem, o bom acabamento de superfície, a pureza dos produtos obtidos e a 
facilidade de automação do processo produtivo são alguns dos motivos que tornaram a 
metalurgia do pó uma fonte produtora de peças para praticamente todos os ramos da indústria, 
como o automobilístico, o de informática, o aeroespacial, o de material eletroeletrônico, o de 
equipamentos e implementos agrícolas, o têxtil e tantos outros. 
Sinterização implica geralmente em retração e densificação. No entanto, alguns 
produtos sinterizados podem ser menos densos do que a verde (ex.: refratários porosos). 
Sinterização ocorre a partir de 1/2 a 2/3 da temperatura de fusão, o suficiente para causar difusão 
atômica ou fluxo viscoso. 
 
 
 
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Sinterização com Fase Líquida: 
Outra maneira de sintetizar-se o material é utilizando-se dois materiais com ponto de 
fusão diferentes. O material com menor ponto de fusão se funde e interconecta as 
partículas do outro pó. 
 
 
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Sinterização no Estado Sólido: 
 A temperatura promove a união das partículas do pó. Isto ocorre a temperaturas abaixo 
do ponto de fusão do material, porém suficiente para criar um “pescoço” de ligação entre 
as partículas de pó. 
 
Outras operações 
Calibragem: durante a sinterização, as peças podem sofrer mudanças não esperadas nas 
dimensões e até empenar. Para corrigir os defeitos, utiliza-se a calibragem, que é uma 
deformação plástica por aplicação de pressão em moldes específicos. O resultado é 
melhor precisão dimensional. 
 
Tratamentos térmicos: as peças sinterizadas podem ser submetidas a tratamentos 
térmicos convencionais para melhoria das propriedades mecânicas. Em tratamentos 
superficiais (cementação e nitretação) a densidade é fator importante, devido a difusão 
dos gases através de seus poros (quanto maior a densidade menor é a porosidade). 
 
Impregnação: consiste em impregnar substâncias como óleos, graxas, 
impermeabilizantes para evitar corrosão / oxidação. É feita com banho quente, banho 
parcial (por capilaridade) ou a vácuo. 
 
Recompressão: uma nova compressão após a sinterização aumenta a densidade e 
melhora as propriedades mecânicas do material. Os esforços envolvidos são bem 
maiores que na calibragem e só podem ser aplicados para certos tipos de material. Por 
exemplo, pastilhas de metal duro, utilizados como ferramentas de usinagem, não podem 
ser recomprimidas. Caso existam deformações, devem ser lapidadas ou retificadas. 
 
 Usinagem: assim como na fundição, muitas peças sinterizadas sofrem posterior 
usinagem para conseguir a configuração projetada e que não é possível ser feita, como 
furos, sangrias, roscas, etc. 
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Infiltração: é um processo de fechamento dos poros (total ou parcial) de uma peça 
sinterizada com baixa ou média densidade (5,6 até 6,8 g/cm³) com um metal ou liga de 
ponto de fusão mais baixo. A infiltração do metal líquido ocorre por efeito de 
capilaridade (atração molecular), e tem o objetivo de melhorar as propriedades 
mecânicas, resistência à corrosão, e também como pré tratamento para acabamento 
superficial, como cromação, niquelação e galvanização 
 
Processos de produção 
Existem vários processos para obtenção de pó metálico, sendo que sua escolha depende 
do conjunto de propriedades do material e das características que se quer para o pó, em 
função da aplicação pretendida. 
 
6Cold-stream: aumenta a fragilidade dos metais em temperaturas baixas para sua 
transformação em pó. O pó ainda grosseiro é arrastado por um fluxo de gás sob alta 
pressão, através de um tubo, alcançando uma câmara grande, que é mantida sob vácuo. 
Ao atingir a câmara, o gás sobre uma expansão com consequente diminuição brusca de 
temperatura. O pó em alta velocidade, colide com um alvo instalado dentro da câmara, 
e como encontra-se relativamente frágil por causa da baixa temperatura, partem-se em 
partículas menores. O pó que já apresenta um tamanho suficientemente pequeno é 
separado da fração gasosa, a qual é novamente reconduzida ao processo. 
Atomização: neste processo o metal fundido é vazado através de um orifício apropriado 
a essa operação, formando um filete líquido que é atacado por jatos de ar, gás ou água. 
Esses jatos provocam a pulverização do filete e seu imediato resfriamento. O pó 
recolhido é reduzido e peneirado, estando pronto para ser usado. O tamanho e a forma 
das partículas variam em função de vários parâmetros, entre os quais destacam-se: a 
espessura do filete, a pressão do fluído, a geometria do conjunto de pulverização e 
evidentemente, o tipo de atomização. A atomização a água normalmente conduza 
partículas irregulares e angulosas, enquanto que a atomização ao ar produz partículas 
mais esferoidais. 
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Processo de redução química: Os processos de redução de compostos de metais com 
agentes redutores gasosos ou sólidos representam o grupo de processos mais 
significativos para obtenção depós. Os agentes redutores mais utilizados são o carbono 
e o hidrogênio. A redução como carbono só é utilizável para elementos metálicos que 
não formam carbonetos muito estáveis a não ser que o objetivo seja obter pó de 
carboneto como produto final e não o pó metálico, como no caso o carboneto de 
tungstênio, que pode ser reduzido e carbonetado num só tratamento. A redução com 
carbono é principalmente utilizada para o ferro. 
Processo de eletrólise: Os pós produzidos por esse processo, apresentam elevada 
pureza, baixa densidade aparente e tem grãos de estrutura nitidamente dendrítica. Após 
recolhido dos tanques de eletrólise, a massa de pó sob a forma de uma lama é secada e 
classificada por peneiramento. 
 
 
Compactação 
Nesta etapa, uma quantidade predeterminada de pó é colocada na cavidade de uma 
matriz montada em uma prensa de compressão, que pode ser mecânica ou hidráulica. A 
compactação ocorre por deslocamentos simultâneos dos punções superior e inferior, à 
temperatura ambiente: 
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Nos primeiros movimentos da punção superior e da punção inferior, a compactação 
causa apenas o adensamento do pó, sem deformação das partículas e sem produzir 
adesão entre elas. Se o processo for interrompido, o pó não manterá uma forma com 
contornos definidos. O aumento da pressão provocará deformação plástica das 
partículas. As partes mais finas de cada partícula sofrerão deformação ou quebra, que 
favorece o entrelaçamento dos grãos, produzindo uma espécie de “solda fria”. Com o 
aumento da compressão, o atrito do material contra as paredes da matriz e a fricção 
interna das partículas elevam a densidade do material aos valores desejados. 
Após a compactação, a peça é chamada de “compactado verde”. A densidade e a 
resistência são duas características importantes nesta etapa, pois influenciam as 
propriedades mecânicas da peça final. 
 
 
 
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Aplicações 
Filtros sinterizados 
Esses elementos filtrantes são formados por camadas superpostas de partículas 
arredondadas ou esféricas de pós metálicos, com diferentes tamanhos de grãos. A 
superposição das camadas de grãos forma um conjunto de “malhas” que se interceptam, 
dando porosidade ao material. São bastante usados nas atividades industriais que 
ocorrem em altas temperaturas e requerem elevadas resistências mecânica e química. 
São aplicados na filtragem de gases, líquidos, óleos combustíveis e minerais. São 
também utilizados como abafadores de ruído e válvula corta chamas. 
 Carboneto metálico 
O carboneto metálico, também chamado de metal duro, é o mais conhecido produto da 
metalurgia do pó. Tem importância fundamental no campo das ferramentas de corte, 
peças de desgaste e brocas para perfuração de rochas. Nessas ferramentas, o metal duro 
é adaptado nas partes cortantes, na forma de pastilha. Essas pastilhas possuem elevada 
dureza e suportam temperaturas de até 1.000°C sem sofrer perda de corte. 
Mancais auto lubrificantes 
 Uma das características da sinterização é possibilitar o controle da porosidade do 
produto final. Esta característica é particularmente importante na produção de mancais 
auto lubrificantes. A porosidade existente no mancal pode ser preenchida com óleo, para 
garantir uma lubrificação permanente entre o eixo e o mancal. 
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Economia do Processo 
A metalurgia do pó é um processo em que a economia de material é levada ao extremo, 
com mínimas perdas de matéria-prima. Certas ligas podem ser obtidas pela metalurgia 
do pó a custos muitas vezes inferiores do que se fossem produzidas pela metalurgia 
convencional. A possibilidade de conjugar peças simples e partes sinterizadas também 
representa um importante fator de economia de custos, com preservação de qualidade 
do produto final. O controle exato da composição química desejada do produto final, a 
redução ou eliminação das operações de usinagem, o bom acabamento de superfície, a 
pureza dos produtos obtidos e a facilidade de automação do processo produtivo são 
alguns dos motivos que tornaram a metalurgia do pó uma fonte produtora de peças para 
praticamente todos os ramos da indústria, como o automobilístico, o de informática, o 
aeroespacial, o de material eletroeletrônico, o de equipamentos e implementos agrícolas, 
o têxtil e tantos outros. 
 
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3. CONCLUSÃO 
 
VANTAGENS 
Reduz ao mínimo as perdas de matéria prima; 
Facilita o controle exato da composição química desejada; 
Elimina ou reduz operações de usinagem; 
Possibilita bom acabamento superficial; 
Processo produtivo de fácil automação; 
Produtos obtidos de alta pureza; 
Permite a utilização de características de resistência exatamente como requeridos pelo 
projeto. 
DESVANTAGENS 
 Limita a forma geométrica da peça (tem que ser extraída de uma matriz); 
Obriga a execução de grandes lotes de produção, devido ao custo elevado do 
ferramental; 
Limita o tamanho da peça, já que a potência requerida na compactação é proporcional a 
área da seção transversal. Peças grandes exigem máquinas de elevada potência para sua 
compactação 
Com base na pesquisa realizada, podemos concluir que o método de Metalurgia do pó 
teve uma rápida ascensão pelo fato de ser muito econômico, a partir de uma alta 
demanda, e em vista de que a peça final já apresenta forma e dimensão praticamente 
definitivas, não necessitando de operações de usinagem posteriores. Além disso, é um 
processo ecologicamente correto visto que há uma perda mínima de matéria-prima, 
apresenta um bom acabamento superficial e possibilita o controle da porosidade do 
produto final. Como principal desvantagem está a limitação do tamanho e formato das 
peças e a dificuldade em fabricar peças com geometrias mais complexas, como as que 
contêm roscas ou rasgos de chaveta. Como as peças são compactadas em uma matriz, 
outro limitador é o peso da peça, que se passar de 15 kg se torna difícil encontrar uma 
máquina com potência de compactação suficiente. Conclui-se que a metalurgia do pó é 
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um processo em desenvolvimento e sempre que houver produções de alta demanda 
haverá espaço para a metalurgia do pó. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. REFERÊNCIAS 
Manual de Trabalhos Acadêmicos Uninove 
https://www.hoganas.com/pt-br/powder-technologies/powder-metallurg y/ 
Acesso em 05 de julhode 2022 às 19:20 
 
https://www.malvernpanalytical.com/br/industries/advanced-
manufacturing/powder-metallurgy 
Acesso em 20 de agosto de 2022 às 10:45 
 
http://joinville.ifsc.edu.br/~anael.krelling/Tecnologia%20em%20Mecatr%C3%B
4nica/PFB64/8%20-%20Metalurgia_do_Po.pdf 
Acesso em 02 de setembro de 2022 às 22:40 
 
 
 
 
 
 
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https://www.hoganas.com/pt-br/powder-technologies/powder-metallurg%20y/
https://www.malvernpanalytical.com/br/industries/advanced-manufacturing/powder-metallurgy
https://www.malvernpanalytical.com/br/industries/advanced-manufacturing/powder-metallurgy
http://joinville.ifsc.edu.br/~anael.krelling/Tecnologia%20em%20Mecatr%C3%B4nica/PFB64/8%20-%20Metalurgia_do_Po.pdf
http://joinville.ifsc.edu.br/~anael.krelling/Tecnologia%20em%20Mecatr%C3%B4nica/PFB64/8%20-%20Metalurgia_do_Po.pdf