DesenvolvimentodaMetalurgiadoPA-Morais-2022

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DESENVOLVIMENTO
DA METALURGIA
DO PÓ
GILBERTO AUGUSTO DE MORAIS
Natal, 2022
Morais, Gilberto Augusto de.
Desenvolvimento da metalurgia do pó [recurso eletrônico] / Gilberto 
Augusto de Morais. – Dados eletrônicos (1 arquivo : 20.925 KB). – Natal, 
RN : EDUFRN, 2022.
Modo de acesso: World Wide Web
<http://repositorio.ufrn.br>.
Título fornecido pelo criador do recurso
ISBN 978-65-5569-253-2
1. Metalurgia do pó. 2. Pós metálicos - Características. 3. 
Sinterização. I. Título.
CDD 669
RN/UF/BCZM 2022/18 CDU 621.762
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suas ações rumo ao futuro.
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Esta obra foi originalmente publicada em 2012 no suporte impresso pela EDUFRN.
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Pó é um sólido ínfimo finamente dividido.
Gilberto Augusto de Morais
Memento homo, quia pulvis es, et in pulverem reverteris.
Lembra-te homem, que és pó, em pó te hás de converter.
Gênesis, 3, 19
Pontos de consideração:
Quanto tenho vivido?
Como vivi?
Quanto posso viver?
Como é bem que viva?
Memento homo!
Pe. Antonio Vieira, Sermão, Roma, 1670.
APRESENTAÇÃO
Neste livro que com satisfação trazemos a público, apresentamos os prin-
cipais conceitos teóricos e práticos sobre o processo de fabricação de peças metálicas 
pela metalurgia do pó, acentuando a influência preponderante das matérias-primas, 
os pós metálicos, sobre as características físicas e mecânicas das peças.
Para isso, iniciamos descrevendo os principais processos de fabricação de 
pós metálicos, suas aplicações, seguido de alguns conceitos sobre as características 
físicas, químicas e tecnológicas dos pós metálicos e suas influências no processo de 
fabricação e nas qualidades das peças.
Além disso, fornecemos fundamentos teóricos sobre os fenômenos de com-
pactação e a influência de pressão e do calor na densidade do compactado.
Finalizamos com o conceito da sinterização de peças compactadas, a cons-
trução e o emprego de ferramentas, punções e matrizes, as propriedades mecânicas e 
o controle dimensional das peças fabricadas pela metalurgia do pó.
Gilberto Augusto de Morais
SIMBOLOGIA
α = coeficiente de permeabilidade Q = vazão
 = porosidade
υ = velocidade final da partícula 
de pó dentro de um fluido
µ = viscosidade do fluido L= distância percorrida pelo pó
B2= alargamento produzido, alargamento 
do aparelho pelas partículas finas λ = comprimento de onda
D = diâmetros de partículas dv = diâmetro do volume médio das partículas
ds = diâmetro da superfície 
média das partículas S = área superficial específica
k = fator de forma ρa P = pressão parcial do gás adsorvido
Po = pressão de saturação de adsorção
X = massa do gás adsorvida à 
pressão P (ou volume)
Xm = massa de uma monocamada de gás 
adsorvido (ou volume de uma monocamada)
C = constante relacionada com 
a entalpia de adsorção
Xm = massa de uma monocamada (M / N0)= massa de uma molécula
(Xm)/(M/N0)= número de 
moléculas adsorvidas W= peso da amostra
A = número de moléculas adsorvidas * A0 A0 = área ocupada por uma molécula
V= volume esférico equivalente Ds = diâmetro da superfície esférica equivalente
P(D) = probabilidade de achar uma 
partícula com diâmetro D v = velocidade
ρm = densidade do pó ρf = densidade do fluido
Ρ = densidade teórica ρ tap = densidade empacotada
ρa= densidade aparente do pó ρp= densidade da peça compactada
ρs= densidade de sinterização
ρx= densidade do material na 
perfeita célula unitária
w = massa do pó Sw = superfície específica
R = fator dependente da rugosidade A = área do orifício
k = constante de proporcionalidade c = constante representando o tamanho e a forma do orifício
H = altura das matrizes HBp = dureza Brinell do compactado
HB = dureza Brinell do metal fundido U = expansão radial exterior da matriz
a = diâmetro interno b = diâmetro externo
E = módulo de elasticidade 1 = comprimento do cilindro
R = raio exterior da matriz r = raio interno da matriz
ts = tempo de sinterização p = pressão interna na matriz psi
P = esforço radial (força tangencial) e = espessura da parede da matriz
D = diâmetro exterior da matriz S = tensão permissível
υ = razão de Poisson K = resistência ao esmagamento (N/mm2)
F = força em que o anel rompe (N) d2= diâmetro externo do anel (mm)
d1 = diâmetro interno do anel (mm) b1 = espessura do anel (mm)
X = tamanho do “pescoço” estável G = tamanho de grão
ϕ = ângulo diedro θ = ângulo de contato
γss= tensão superficial ou energia 
interfacial sólido-sólido J/m2 ∆L/ L0 = contração
γsv= energia superficial sólido-vapor J/m
2 r = raio do poro
PG = pressão do gás no poro
Sumário
1. MÉTODOS E PROCESSOS DA METALURGIA DO PÓ ..... 23
1.1 Processos de produção dos pós metálicos ......................................25
1.2 Tratamento dos pós .............................................................................26
1.3 Teste dos pós ........................................................................................26
1.4 Processo de produção dos compactos .............................................26
1.5 Emprego industrial ...............................................................................28
1.6 O mercado da metalurgia do pó no Brasil .........................................29
1.7 Vantagem do processo ........................................................................32
1.8 Limitações do processo ......................................................................35
1.9 Avanços da metalurgia do pó .............................................................35
1.10 Matérias-primas ....................................................................................37
1.11 Instalação ..............................................................................................37
1.12 Ferramentas ..........................................................................................39
1.13 Método da produção dos pós metálicos ...........................................39
1.13.1 Processos mecânicos ..................................................................40
1.13.2 Processos físico-químicos e químicos .........................................47
2. CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DOS PÓS 
METÁLICOS ...............................................................................61
2.1 Técnicas para caracterizar pós metálicos .........................................61
2.1.1 Tamanho e distribuição de tamanho das partículas ....................62
2.1.2 Forma da partícula e sua variação com o tamanho .....................72
2.1.3 Área superficial .............................................................................81
2.1.4 Atrito entre as partículas ..............................................................86
2.1.5 Enchimento e empacotamento .....................................................87
2.1.6 Estrutura interna das partículas ...................................................97
2.2 Princípios empíricos para emprego do pó ........................................98
2.3 Compactação das partículas ............................................................102
2.4 Conformação do pó ............................................................................103
2.5 Características tecnológicas dos pós metálicos ............................109
2.6 Características químicas dos pós metálicos .................................. 113
2.7 Impurezas gasosas ............................................................................ 115
3. COMPORTAMENTO DOS PÓS SOB PRESSÃO ..............119
3.1 Mecanismo de ligação entre as partículas ...................................... 119
3.1.1 Efeito da plasticidade .................................................................120
3.1.2 Efeito das condições superficiais das 
partículas e gases dissolvidos ...............................................................121
3.1.3 Outros conceitos das forças de ligação .....................................122
3.1.4 Tensão superficial ......................................................................122
4. MOLDAGEM DOS PÓS METÁLICOS ............................... 125
4.1 Caracterização e processamento .....................................................125
4.2 Fatores que influem na variação da 
densidade de um compactado.................................................................130
4.3 Métodos de aplicação de pressão ....................................................130
4.4 Razão de compressão .......................................................................132
4.5 Magnitude das pressões ...................................................................134
4.6 Pressão máxima .................................................................................136
5. Sinterização ........................................................................141
5.1 Introdução ...........................................................................................141
5.2 Categorias e tipos de sinterização ...................................................142
5.3 Sinterização no estado sólido ...........................................................144
5.3.1 Termodinâmica das interfaces curvas: 
atividade do átomo e capilaridade .........................................................144
5.3.2 Tensão interfacial e microestrutura ............................................149
5.3.3 Ângulo de molhagem .................................................................149
5.3.4 Ângulo de diedro ........................................................................150
5.3.5 Modelos da sinterização do estado sólido e densificação ......... 151
5.3.6 Modelo de duas partículas .........................................................152
5.3.7 Força motriz e mecanismos da sinterização 
no modelo de duas partículas ...............................................................155
5.3.8 Difusão no limite de grão ............................................................158
5.3.9 Fluxo viscoso ..............................................................................159
5.3.10 Difusão na superfície da partícula..............................................160
5.3.11 Difusão na estrutura das superfícies da partícula .....................160
5.3.12 Evaporação/condensação ..........................................................161
5.3.13 Modelo do estágio intermediário da sinterização ......................163
5.3.14 Modelo do estágio final de sinterização .....................................165
5.4 Sinterização em presença de fase líquida .......................................166
5.4.1 Capilaridade na sinterização em presença de fase líquida .......167
5.5 Práticas de sinterização ....................................................................171
5.5.1 Sinterização por aquecimento indireto ....................................... 171
5.5.2 Sinterização por aquecimento indireto .......................................172
5.5.3 Tratamento em banho de sal ......................................................172
5.5.4 Tratamento em banhos de metais líquidos ................................173
5.5.5 Sinterização em moldes ............................................................. 174
5.5.6 Sinterização em atmosfera controlada .......................................175
5.5.7 Sinterização contínua .................................................................175
5.5.8 Sinterização sob diferentes condições de pressão ...................177
5.5.9 Sinterização à pressão acima da pressão atmosférica .............178
5.5.10 Aquecimento indireto em forma da indução...............................178
5.6 Estudo de caso: ferrita cerâmica MnZn (Mn, Zn ) Fe
2
O
4
 .............179
6. PROJETOS DE PEÇAS FABRICADAS 
PELO PROCESSO DA METALURGIA DO PÓ ........................ 187
6.1 Considerações de engenharia: regras práticas ..............................187
7. PUNÇÕES E MATRIZES .................................................... 199
7.1 Introdução ...........................................................................................199
7.2 Condição para construção das matrizes .........................................200
7.3 Elementos para construção das matrizes .......................................200
7.4 Material de construção das matrizes ...............................................201
7.5 Resistência da matriz .........................................................................202
7.6 Folgas e conicidades das matrizes ..................................................208
7.7 Acabamento da matriz .......................................................................209
7.8 Matrizes experimentais ......................................................................209
7.9 Construção das matrizes típicas ......................................................209
8. PROPRIEDADES DOS METAIS SINTERIZADOS ............ 217
8.1 Introdução ...........................................................................................217
8.2 Preparação de amostras para ensaios mecânicos: Höganäs .......219
8.3 Comparação entre processos de fabricação ..................................222
8.4 Técnicas alternativas: compressão e sinterização ........................224
8.5 Operações complementares .............................................................226
8.6 Graus de complexidade das peças ..................................................227
8.7 Sistemas de classificação de peças 
fabricadas pela metalurgia do pó ............................................................230
8.8 Limitações, desvantagens e por que do 
processo da metalurgia do pó .................................................................233
9. PRODUTOS DA METALURGIA DO PÓ ............................ 237
9.1 Introdução ...........................................................................................237
9.2 Produtos da metalurgia do pó ..........................................................237
9.2.1 Fabricação de componente sede de 
válvula de admissão de motores ...........................................................238
9.2.2 Produtos da metalurgia do pó ....................................................243
10. PROBLEMAS
Metalurgia do pó e sinterização ............................................. 255
Gilbertoaugusto de morais - 15
HISTÓRICO
Pós são largamente utilizados na indústria como corantes, abrasivos, lu-
brificantes, explosivos, catalisadores etc. Nos casos citados, os pós são empregados 
em sua forma natural, ou seja, como um conjunto de partículas. É possível também 
utilizar pós para a obtenção de materiais rígidos, com formas e propriedades especí-
ficas e reprodutíveis.
Na verdade, a obtenção de produtos rígidos a partir de pós, cerâmicos ou 
metálicos, foi uma das primeiras tecnologias dominadas pela raça humana, que de-
pois veio a ser parcialmente substituída, para o caso dos metais, pela tecnologia de 
fusão. Blocos cerâmicos para construção, por exemplo, podem ser facilmente produ-
zidos a partir da argila misturada à água para a obtenção de uma massa plástica. As 
conformações dessa massa em uma forma adequada é seguida, preferencialmente, 
por sua queima em forno.
Apesar de a sinterização dos pós metálicos apresentar certa analogia com os 
processos usados na cerâmica, a metalurgia do pó teve início no princípio do século 
XIX, embora seu uso em larga escala só tenha ocorrido no século XX.
Os pós metálicos, especialmente o ouro, cobre, bronze e muitos óxidos, 
como óxido de ferro, foram usados em tintas para decoração de peças de cerâmica 
e em cosméticos, em épocas já muito antigas. O ouro em pó foi usado para ador-
nar os velhos manuscritos e pouco se conhece a respeito de como esses pós eram 
produzidos; admite-se, entretanto, que eles eram manufaturados para granulação, 
partindo do estado líquido. O ponto de fusão pouco elevado e a resistência à oxida-
ção favoreciam esse processo, especialmente no caso da fabricação do pó de ouro. O 
uso desses pós em tintas e na decoração de objetos de arte não deve ser considerado 
dentre os objetivos da metalurgia do pó, que tem como finalidade a produção de 
pós e sua consolidação em peças de formas definidas e de resistência elevada, pela 
aplicação da pressão e do calor, a uma temperatura abaixo do ponto de fusão de, 
pelo menos, um dos constituintes.
16 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
Os princípios da metalurgia do pó foram empregados, entretanto, há mais 
de 5 000 anos, na fabricação de objetos de ferro, muito antes da invenção dos fornos 
de fusão. Há 3 000 anos a.C., os egípcios empregavam um processo semelhante. O 
óxido de ferro era aquecido numa forja a carvão, onde o ar era introduzido por meio 
de um fole, sendo reduzido a ferro esponjoso. O formato, a compacidade e a resistên-
cia das peças eram obtidos por forjamento. A estrutura metálica não era uniforme, 
em certos pontos apresentava-se porosa e com inclusões, noutros, compacta. Parece 
que a redução do ferro sem fusão teve um grande desenvolvimento na Índia, há 300 
anos a.C. (Figura 1), quando foi construída não só a Torre de Delhi, pesando seis 
toneladas, como outros monumentos ainda maiores.
Pilar de Ferro: com 7 metros de altura, en-
contra-se no pátio da mesquita de Qutab Mi-
nar. Construção bastante antiga, com inscri-
ção de seis linhas em sânscrito indicando que 
foi inicialmente erguida fora de um templo de 
Vishnu, construído em memória do Rei 
Chandragupta Vikramaditya, que governou 
de 375 até 413. O pilar é feito de puro aço, o 
que ainda hoje intriga os pesquisadores, pois, 
mesmo depois de 2 000 anos, ele se mantém 
sem ferrugem.
Figura 1 – Torre de Delhi na Índia há 300 anos a.C. Disponível em: 
<www.ciaecoturismo.com.br/destinos/conteudo.asp?Destino=106&m
enu=atracoes&idioma=pt&type=0>. Acesso em: 1º jul. 2009.
Na América, os predecessores dos Incas, e mais tarde os próprios Incas, 
produziram platina, partindo do pó desse metal, em virtude da impossibilidade de 
ser fundido. A técnica usada se baseava na ação aglomerante de um material de baixo 
ponto de fusão, à semelhança do processo usado na produção de carburetos.
O processo consistia na aglutinação dos grãos de platina, separados do mi-
nério por lavagem e seleção, por um metal de baixo ponto de fusão. A prensagem dos 
grãos aglomerados pela tensão superficial do aglutinante permitia a fabricação de um 
compacto que deveria ser trabalhado posteriormente.
O aglomerante era uma liga de ouro e prata de ponto de fusão relativa-
mente baixo e com grande resistência à oxidação, que envolvia os grãos de platina 
rapidamente e dispensava o uso de escória e de atmosfera protetora.
A mudança de cor do amarelo, do material sintetizado, para o cinza, de platina, 
era causada pela difusão durante o aquecimento que precedia o trabalho de deformação.
Gilberto augusto de morais - 17
Bongsoe estudou esse problema em pequenos exemplares encontrados, 
acreditando que o aquecimento era feito em forjas de carvão. A composição dessas 
ligas é muito variável, conforme se depreende dos valores percentuais abaixo: Pt (26 
a 72%); Au (16 a 64%); Ag (3 a 15%); Cu (até 4 %).
Esses métodos antigos de produção direta do ferro metálico pela redução 
do óxido no estado sólido e a compactação do material pelo forjamento a quente e 
da produção de platina metálica pela cuidadosa escolha dos grãos do material nativo, 
seguido de um tratamento de consolidação por meio de um metal ou liga de baixo 
ponto de fusão, foi substituído no século XVII pelo processo de fusão, o que impul-
sionou o estudo de novas fontes de calor, produtoras de temperaturas elevadas. O 
ferro forjável foi então obtido pelo processo indireto de oxidação do ferro fundido, 
tendo sido a seguir substituído pelo aço de baixo carbono fundido. Mais tarde, os 
métodos de aquecimento tomaram tal desenvolvimento que foi possível fundir até a 
platina (ponto de fusão 1750°C).
O processo da produção de pós e de sua aglomeração por um aglutinante 
líquido ou pela pressão a quente caiu em desuso quase completo, até 1813, quando o 
inglês Wollaston lançou os fundamentos técnicos da moderna metalurgia do pó na 
produção e compactação de pós de platina.
O processo de Wollaston consistia no seguinte:
1. Precipitação do cloreto de amônio e platina de soluções diluídas.
2. Decomposição lenta do cloreto lavado e reduzido a pó muito fino em 
temperaturas não muito elevadas, dando um pó de platina esponjoso.
3. Moagem do pó de platina em almofariz de madeira, com baixa pressão, 
para evitar o polimento da superfície das partículas e a parte de sua 
energia superficial.
4. Peneiramento do pó para remoção de materiais.
5. Lavagem do pó de platina esponjoso com água e eliminação cuidadosa 
das matérias voláteis retidas durante a operação da precipitação.
6. Separação das partículas finas das grosseiras por sedimentação.
7. Prensagem das partículas finas de platina, que haviam ficado suspensas 
na água, empregando um cilindro ligeiramente cônico.
8. Aquecimento lento para eliminação da unidade, óleo, gases, sem provo-
car fendas ou bolhas na massa do material. A seguir, o material era aque-
cido em temperaturas mais elevadas, quando se processava a sinterização
9. Forjamento do material a quente.
18 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
Finalmente, em 1908, Coolidge patenteou o processo de produção de tun-
gstênio em pó para filamento de lâmpadas, partindo da redução do óxido de tungstê-
nio, em pó, pelo hidrogênio. Esse processo, que ainda é usado atualmente, será objeto 
de estudo posterior. O Quadro 1 apresenta resumo da história da metalurgia do pó.
Quadro 1 – Desenvolvimentos e marcos históricos da metalurgia do pó
Época Desenvolvimento e origem
3 000 a.C. Ferro-esponja para ferramentas – Egito, África e Índia
1 200 d.C. Grãos de platina cementados – América do Sul (Incas)
1781 Liga platina-arsênio – França, Alemanha
1790 Produção comercial de recipientes químicos de platina-arsênio – França
1822 Produção de pó de platina conformado em lingotes – França
1826 Sinterização a alta temperatura de compactados de pó de platina – Rússia
1829 Método Wollaston de fabricação de compactados de platina, a partir de platina esponjosa (base da moderna metalurgia do pó) – Grã-Bretanha
1830 Sinterização de compactados de vários pós metálicos – Europa1870 Patente para materiais de mancais produzidos a partir de pós metálicos (precursores das buchas autolubrificantes) – EUA
Início do 
século XX
Coolidge desenvolve processo para produção de filamentos 
de lâmpadas incandescentes – EUA
Início do 
século XX Metais compostos – EUA
Decênio 1920 Mancais autolubrificantes e filtros metálicos – EUA
Decênio 1920 Escovas coletoras cobre-grafita – EUA
Decênio 1920 Contatos elétricos – EUA
1920-decênio 
1930 Materiais de fricção – EUA
1920-decênio 
1930 Metal duro (carboneto de tungstênio sinterizado) – Alemanha
Decênio 1930 Modernos cermets – EUA
Decênio 1940 Tecnologia do pó de ferro – EUA
1960 em diante Materiais metálicos de alta densidade via forjamento do pó – EUA
1970 em diante Ligas especiais, compactação isostática a quente, aços para ferramentas sinterizados etc. – EUA
1980 em diante Técnicas de solidificação rápida e tecnologia de moldagem por injeção – EUA
Fonte: NUNES, Raul A. Metalurgia do pó. Rio de Janeiro: Pontifícia 
Universidade Católica, 2003. Disponível em: <http://www.dcmm.pucrio.
br/~ranunes/org/Caracterizacao1.pdf>. Acesso em: 25 abr. 2007.
Gilberto augusto de morais - 19
Os desenvolvimentos iniciais basearam-se na exclusividade da metalurgia 
do pó para a fabricação de certos produtos, porém o próximo passo foi concorrer 
diretamente com a tecnologia de fusão, produzindo peças de aço até então fabrica-
das somente por fusão. A vantagem competitiva está no fato de a metalurgia do pó 
conseguir produzir as peças quase/ou em seu formato final, sem a necessidade de 
acabamento, que em muitos casos corresponde a uma significativa fração dos custos 
totais. Além dessa importante característica, deve-se acrescentar que a metalurgia do 
pó pode obter estruturas de grande homogeneidade e altamente reprodutíveis, prin-
cipalmente em se tratando de ligas. Essa é uma enorme vantagem sobre a técnica de 
fusão, em especial quando se trabalha com ligas de elementos com grande diferença 
de ponto de fusão, pressão de vapor e densidade.
Hoje, a metalurgia do pó conquistou alguns nichos do mercado antes do-
minados pela tecnologia de fusão. Por exemplo, a fabricação de peças de aço e outras 
a base de ferro é responsável pela maior produção em termos de peso entre todas as 
áreas de atuação da metalurgia do pó.
Muitos desenvolvimentos foram feitos e novos produtos e processos exis-
tem no mercado ou em laboratórios: a fabricação de pós com características muito 
mais controladas com respeito à distribuição de tamanho e forma, nanopartículas, 
whiskers, platelets, fibras, referentes à conformação, moldagem por injeção, spray 
forming, e a sinterização a laser para prototipagem rápida. Estas, entre muitas outras 
novidades, algumas delas não tão recentes, expandem as possibilidades da metalur-
gia do pó e a coloca em posição de destaque como forma de produzir peças de alto 
desempenho, com alto valor agregado.
CAPÍTULO 1
Gilberto augusto de morais - 23
1. MÉTODOS E PROCESSOS 
DA METALURGIA DO PÓ
A metalurgia do pó é definida como uma técnica que permite a obtenção 
de produtos a partir dos pós de suas substâncias constituintes. Geralmente, esses pro-
dutos são peças rígidas densas, mas podem também ser peças porosas, maleáveis ou 
apenas camadas de recobrimento de outro produto obtido por alguma outra técnica.
A técnica tem se destacado nas últimas décadas por ser um processo al-
tamente competitivo. A evolução do processo tem sido constante, proporcionando 
numerosas soluções criativas para muitos dos problemas naturais de uma técnica 
relativamente nova.
É um processo constituído por uma série de etapas que podem cobrir desde 
a produção do pó até um eventual pós-processamento da peça. No caso mais simples, 
as etapas que constituem o processo são: obtenção do pó, processamento do pó, con-
formação do pó, sinterização e acabamento. Entretanto, devido a muitos outros de-
senvolvimentos, em casos particulares, algumas dessas etapas podem se fundir ou es-
tar ausentes, bem como outra não mencionada pode ser usada. Por exemplo, a técnica 
de prensagem isostática a quente consiste em compactar e sinterizar ao mesmo tempo.
Atualmente, têm-se os processos convencionais de compactação e sinteri-
zação e muitos outros processos que foram criados para atender necessidades especí-
ficas de competitividade e mercado. Como exemplos, podem-se citar o processo de 
conformação de sinterizados para componentes que necessitam de maiores proprie-
dades mecânicas, o processo de injeção de pós metálicos para peças complexas, pro-
cessos de obtenção de ligas (mechanical alloying, solidificação rápida etc.), processos 
de sinterização (ativada, fase líquida etc.). Todos esses novos desenvolvimentos estão 
tornando o processo de metalurgia do pó quase que insuperável na arte de confecção 
de peças para uma grande variedade de aplicações.
Nessa técnica, pós metálicos são compactados a frio em matrizes de aço ou 
metal duro, com pressões que variam entre 400 e 600 MPa. Os compactados verdes 
24 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
são então aquecidos em fornos com atmosfera controlada, onde a temperatura, no 
caso dos aços, é cerca de três quarto da temperatura de fusão do metal. Essa etapa 
do processo, conhecido como sinterização, promove a união metalúrgica entre as 
partículas do pó, proporcionando resistência mecânica adequada ao componente, de 
acordo com a sua aplicação.
As peças sinterizadas podem ser submetidas a tratamentos posteriores, 
tais como:
• Têmpera e revenimento;
• Cementação, nitretação ou carbonitretação;
• Fosfatização ou bicromatização.
Também podem ser trabalhadas por processos de usinagem ou forjamento. 
As peças sinterizadas de aço são fáceis de usinar. O processo de forjamento pode ser 
realizado a frio, já que as pré-formas sinterizadas possuem plasticidade considerável.
Dessa forma, a metalurgia do pó estuda os processos de transformação dos 
metais em pós e seu emprego na fabricação de determinados produtos.
A experiência mostrou que existe uma interdependência entre as caracte-
rísticas do objeto produzido e as propriedades dos pós empregados como matérias-
-primas. As características dos pós, abstraindo a natureza dos metais, decorrem dos 
processos empregados em sua fabricação.
O êxito da metalurgia do pó depende essencialmente das qualidades dos 
pós empregados e da maneira escolhida para compactá-los em formas sólidas. As 
teorias relativas aos processos de produção de pós metálicos e seu emprego na in-
dústria metalúrgica, suas vantagens e limitações, descritas neste capítulo, têm por 
finalidade principal a apresentação de um roteiro sobre o assunto a ser estudado 
nos capítulos seguintes.
O processo de metalurgia do pó consiste na obtenção de pó metálico e na 
sua transformação através de etapas importantes como compactação e tratamento de 
sinterização em temperaturas abaixo do ponto de fusão do metal base, resultando em 
produtos de alta precisão e propriedades desejadas.
A técnica de metalurgia do pó vem sendo utilizada pelo homem há mi-
lênios (Tabela 1), porém, sob o ponto de vista industrial, a obtenção de peças 
sinterizadas é recente, se comparada com outros processos metalúrgicos. Os prin-
cipais avanços ocorreram no início do século XX, com o domínio dos processos de 
fabricação de pós por redução e eletrólise e a busca de uma técnica que permitisse a 
fabricação de peças de metais refratários de alto ponto de fusão, como o tungstênio 
e o molibdênio, até então limitados pelos processos existentes. Assim, os primeiros 
produtos que marcaram o desenvolvimento da metalurgia do pó tinham o tun-
Gilberto augusto de morais - 25
gstênio como metal de base, tais como o metal duro, os filamentos de lâmpadas 
elétricas e os contatos elétricos.
O desenvolvimento experimentado pela metalurgia do pó nos anos 1970 
permitiu um aumento na sua performance, oferecendo um melhor controle da mi-
croestrutura, homogeneidade composicional e materiais com propriedades mecâni-
cas em níveis iguaisou, frequentemente, melhores do que aos produtos obtidos por 
fundição ou conformação mecânica.
Os metais fundidos apresentam falhas resultantes das diferentes capacida-
des dos constituintes de se solidificarem a partir da fase líquida. No caso de produtos 
sinterizados, a adequada mistura de pós e a sinterização com transformações na fase 
sólida permitem um alto grau de uniformidade do material, com homogeneidade de 
microestrutura e consequentemente melhores propriedades mecânicas.
Alguns fatores econômicos contribuem para que atualmente a metalurgia 
do pó venha sendo utilizada em larga escala, como o número reduzido de operações 
na produção da peça acabada, em relação a outros processos, e o aproveitamento 
quase total da matéria-prima.
1.1 Processos de produção dos pós metálicos
Como não existem normas definidas para uma classificação sistemática dos 
processos de produção de pós-metálicos, serão aqui consideradas as matérias-primas 
e as operações ou grupos de operações a que elas são submetidas.
De um modo geral, as matérias-primas empregadas podem ser classificadas 
em quatro grandes grupos:
a) Metais, seus compostos, suas ligas e elementos não metálicos;
b) Metais sólidos – fragmentação, usinagem, moagem, turbilhamento e 
eletrodecomposição;
c) Metais líquidos − temperatura acima do ponto de fusão – granulagem, 
atomização, evaporação e condensação;
d) Ligas – fragmentação, usinagem, moagem, turbilhamento, desintegra-
ção, corrosão intergranular e eletrodecomposição térmica;
e) Compostos – redução no estado sólido, precipitação, deslocamento quí-
mico, decomposição e decomposição térmica.
Dentre esses métodos, a eletrodecomposição e a redução dos óxidos e de 
outros compostos no estado sólido são os mais empregados.
26 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
1.2 Tratamento dos pós
Uma vez terminada a fase de fabricação, antes de serem empregados, os pós 
são submetidos a determinados tratamentos, que constam, em geral, de lavagem e 
secagem em atmosfera controlada. A seguir são estocados, livres do contato com o ar 
e a umidade. Quando empregados na fabricação de ligas ou de estruturas compostas, 
são misturados previamente em determinadas proporções, metais entre si, metais 
com aditivos, para facilitar a prensagem ou metais com elementos não metálicos.
1.3 Teste dos pós
As principais características físicas dos pós, que, aliadas à pureza e à com-
posição química, concorrem de modo decisivo para que peças fabricadas satisfaçam 
às especificações exigidas pelo uso, são:
• Tamanho da partícula;
• Forma da partícula;
• Porosidade da partícula;
• Microestrutura da partícula.
Além dessas, existem outras, quais sejam, densidade aparente, densidade do 
cone, fator de escoamento, superfície específica, compressibilidade, deformação plás-
tica, encruamento, que dependem inteiramente das primeiras e também têm grande 
influência nas propriedades das peças. Essas características são todas determinadas 
por meio de testes.
1.4 Processo de produção dos compactos
O processo de compactação consiste em transformar os pós metálicos em 
peças acabadas ou semiacabadas, com determinadas características físicas e mecâni-
cas pela ação da pressão e do calor, utilizando: matéria-prima (pós), máquinas, fonte 
de calor, ferramentas.
Poderão ser realizados uma ou mais das operações seguintes:
1. Prensagem seguida de aquecimento (sinterização);
2. Prensagem e aquecimento simultâneos;
3. Prensagem, aquecimento seguido de nova prensagem e aquecimento;
4. Operações intermediárias;
Gilberto augusto de morais - 27
5. Deformações plásticas (laminação, extrusão, trefilação, forjamento etc.);
6. Tratamentos térmicos;
7. Acabamento das peças.
A experiência, aliada a teoria, orientará na escolha dos meios e das opera-
ções a serem empregadas na fabricação de determinados produtos.
A Figura 1.1 mostra esquema da metalurgia do pó.
Figura 1.1 − Esquema geral do processo da metalurgia do pó.
Fonte: CHIAVERINI, V. Metalurgia do pó: técnica e produtos. São Paulo: ABM, 2004.
28 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
1.5 Emprego industrial
São os seguintes alguns do emprego industrial da metalurgia do pó:
• Fabricação de produto com metais de alto ponto de fusão, impossível de 
serem fundidos.
• Obtenção de ligas com metais de pontos muito diferentes.
• Fabricação de peças porosas.
• Produção econômica de peças com formatos complicados, difíceis de se 
obter por outros processos.
• Produção de compactos, constituídos de dois metais, devendo cada um 
deles manter determinadas propriedades.
• Produção de estruturas formadas de um ou mais elementos metálicos e 
um elemento não metálico.
• Emprego de pós metálicos aglutinados por plásticos.
• Fabricação de materiais abrasivos e de fricção.
• Produção de materiais de dureza muito elevada e de difícil acabamento.
• Obtenção de ligas de metais insolúveis no estado líquido ou sólido;
• Produção de peças em que as características dependem em grande parte 
da pureza dos metais.
O Quadro 1.1 apresenta produtos sinterizados, aplicações e propriedades.
Quadro 1.1 – Produtos sinterizados, aplicações e propriedades.
PRODUTOS APLICAÇÕES MATERIAL PROPRIEDADES
Pe
ça
s e
st
ru
tu
ra
is
• veículos motorizados;
• veículos ferroviários;
• eletrodomésticos;
• máquinas agrícolas;
• mecânica fina – 
máquina de escrever e de 
calcular, fotocopiadoras e 
computadores.
• Ligas de Fe puro
• Fe-Cu-Ni
• Fe-Cu-Ni-Mo e Fe-Cu-P
• boa resistência 
mecânica.
Pe
ça
s p
or
os
as
• filtros metálicos;
• mancais e buchas 
autolubrificantes;
• condensadores;
• próteses para uso 
medicinal;
• eletrodomésticos.
• Ligas de Cu e Ni
• Ligas ferrosas inoxidáveis
• alta tensão de 
capilaridade.
Gilberto augusto de morais - 29
M
at
er
ia
is 
re
fr
at
ár
io
s • indústrias bélicas e 
nucleares;
• filamentos de lâmpadas;
• resistência de fornos;
• proteções contra radiação;
• ferramentas antivibratórias;
• lâminas para turbinas
 a vapor.
• Ligas de W-Mo, Nb e Ta
• Ligas de W com adições de 
Cu, Ni e Fe
• alta resistência 
mecânica em 
temperaturas 
elevadas e à corrosão;
• alto ponto de fusão;
• capacidade de 
adsorver radiações.
M
at
er
ia
is 
de
 
fr
ic
çã
o
• freios e embreagens para 
veículos automotivos e 
aviões;
• peças para barcos, 
guindastes, locomotivas, 
máquinas industriais e 
motores elétricos.
• Ligas de Cu e Fe-Cu com 
adições de SiC, SiO2 e 
Al2O3.
• alto coeficiente de 
fricção;
• boa resistência 
mecânica e ao 
desgaste;
• boa condutividade 
térmica.
C
on
ta
to
s 
el
ét
ric
os
• reguladores de voltagem;
• interruptores de ignição;
• relés, disjuntores e 
contatores elétricos;
• peças para indústria
 automobilística.
• Ligas de Ag e W puros
• Ligas Ag-W, Ag-WC
• Ag-Ni, Cu-W e Cu-WC
• boa resistência 
mecânica;
• boa condutividade 
elétrica e térmica.
M
et
al
 d
ur
o
• ferramentas para mineração 
e perfuração;
• ferramentas para 
laminação, trefilação e 
extrusão;
• matrizes e punções para 
forja, estampagem, corte e 
compactação de pós;
• insertos para fresa.
• Liga WC-Co
• elevada dureza 
e resistência ao 
desgaste;
• boa resistência 
mecânica;
• alto ponto de fusão.
Fonte: NUNES, Raul A. Metalurgia do pó. Rio de Janeiro: Pontifícia 
Universidade Católica, 2003. Disponível em: <http://www.dcmm.pucrio.
br/~ranunes/org/Caracterizacao1.pdf>. Acesso em: 25 abr. 2007.
1.6 O mercado da metalurgia do pó no Brasil
Devido à restrita utilização de produtos sinterizados no Brasil, em relação 
a outros países, o potencial de crescimento da metalurgia do pó é bastante grande 
tanto em nível de pesquisa como em nível industrial, principalmente pela demanda 
por produtos de alta tecnologia em diversos setores como mecânica fina, indústrias 
de defesa e aeroespacial.
A expectativa em relação à utilização de produtos sinterizados no país é de 
que aumente consideravelmente nos próximos anos em função dos planos de expan-
são das principais indústrias do setor, motivadas pela maior demanda no mercadointerno, pois a cada ano os novos projetos de automóveis, bem como as indústrias 
elétricas e mecânicas, incorporam maior número de peças sinterizadas.
30 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
A produção de sinterizados no país situava-se próxima de 7 000 t/ ano 
(dado de 1986), sendo pequena se comparada com países desenvolvidos, pois só em 
1985 a produção dos EUA foi de 269 000 t/ano, e a do Japão 147 000 t/ano. Na 
década de 1990, a indústria automobilística dos EUA utilizava 20 a 30 kg de peças 
sinterizadas por veículo, enquanto que o Brasil passava de 1 kg de peças em 1984 
para 3,5 kg em alguns modelos de 1986.
Em relação ao metal duro, a produção estimada do Brasil é de 400 a 450 
t/ano, já nos EUA existem empresas que sozinhas produzem 1 500 t/ano. Quanto 
às ligas de alumínio, enquanto em vários países a metalurgia do pó é utilizada para 
obtenção de ligas com propriedades especiais para aplicações de tecnologia de ponta, 
no Brasil ainda não se fabricam produtos sinterizados dessas ligas, Quadro 1.2.
Quadro 1.2 – Mercado da metalurgia do pó.
Mercado
1986 EUA 1 bilhão US$
1991 1,4 bilhões US$
Produção
(1986) Brasil 9K t/ano
EUA 270K t/ano
Japão 150K t/ano
Carro
(1986) EUA 20 a 30 kg
Brasil 3 a 4 kg
Fonte: NUNES, Raul A. Metalurgia do pó. Rio de Janeiro: Pontifícia 
Universidade Católica, 2003. Disponível em: <http://www.dcmm.pucrio.
br/~ranunes/org/Caracterizacao1.pdf>. Acesso em: 25 abr. 2007.
Um dos principais problemas enfrentados atualmente pelo setor industrial 
está relacionado com a produção de pós. Atualmente, o mercado possui apenas dois 
fabricantes que produzem basicamente pó de ferro, que em grande parte possui baixa 
qualidade, e, em pequena escala, pós de outros materiais. Quanto aos pós de ligas 
especiais, são restritos para o desenvolvimento de peças desses materiais.
Em regra, as indústrias nacionais compram tecnologia no exterior ou man-
têm contrato de assistência tecnológica com empresas estrangeiras, sendo a pesquisa 
Gilberto augusto de morais - 31
que realizam voltada apenas para resolução de problemas de produção e adaptação 
de técnicas do país de origem às condições locais. Entretanto, algumas indústrias já 
desenvolveram pesquisas de pequeno porte em cooperação com o IPT (Instituto de 
Pesquisas Tecnológicas).
Diante dos dados apresentados, observa-se que a capacitação tecnológica 
na área de metalurgia do pó é insuficiente para atender as necessidades de merca-
do. Existe uma série de lacunas, principalmente pelo fato de o país não dispor de 
tecnologia para fabricação de pós de materiais com propriedades especiais como, 
por exemplo, aços inoxidáveis, aços de alta resistência, superligas de níquel, ligas de 
titânio e materiais compostos. Com esses materiais, é possível produzir componentes 
de alta tecnologia, e se espera que as instituições de pesquisa concentrem esforços de 
pesquisa e desenvolvimento em estreita cooperação com a indústria. Existe atual-
mente um número reduzido de instituições de ensino e pesquisa no país que atuam 
na área de metalurgia do pó. As indústrias do setor, bem como as suas principais 
linhas de produção e materiais utilizados, são apresentadas no Quadro 1.3.
Quadro 1.3 – Indústria, linhas de produção e materiais utilizados.
INDÚSTRIA
(LOCALIZAÇÃO)
LINHA DE PRODUTOS 
PRINCIPAIS MATERIAIS
AUSBRAND
(SP) • Metal duro TiC, TaC, Co
BRASSINTER S.A.
(SP)
• Buchas autolubrificantes
• Contatos elétricos
• Metal pesado
• Metal duro
• Materiais de fricção
Ligas ferrosas
Ligas de Cu
Ligas WC-Co, W-Au,
WC-Ag, WC-Cu,
W-Ni-Cu-Fe
BELGO
BRASILEIRA
(SP)
• Pó de ferro
• Pó de alumínio Fe, Cu, Ni, Al
CERVIN S.A.
(SP) • Metal duro WC, TiC, TaC, Co
COFAP
(SP) • Peças estruturais Ligas ferrosas
COMPANHIA 
RESENDENSE
 (RJ)
• Pós de ferro
• Pós de liga não ferrosas
Ligas ferrosas
Ligas de Cu
DEGUSSA
 (SP) • Contatos elétricos
Ligas Ag-W, Ag-Ni,
 Cu-WC, Ag-CdO
e Ag-SnO
HUGHES TOOLS (BA) • Metal duro WC, Co
METAL LEVE
(SP) • Peças estruturais Ligas ferrosas
32 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
METAL PÓ
 (SP)
• Pós de ligas de Cu, Sn e Pb
• Buchas autolubrificantes
• Peças estruturais
Ligas ferrosas
Ligas de Cu
MOLDMIX
(SP)
• Pós de liga de Fe, Cu, Sn e Pb
• Buchas autolubrificantes
• Materiais de fricção
Ligas ferrosas, bronze
SANDVIK
(SP) • Metal duro WC, Co
SECO TOOLS
(SP) • Metal duro WC, TiC, TaC, Co
SHUNK E EBE
(SP)
• Eletrografites
• Peças estruturais
• Filtros
Ligas ferrosas, 
bronze, grafites
SINGER
(SP) • Peças estruturais Ligas ferrosas
VALENITE
MODCO
(SP)
• Metal duro WC, TiC, TaC, Co
Fonte: NUNES, Raul A. Metalurgia do pó. Rio de Janeiro: Pontifícia 
Universidade Católica, 2003. Disponível em: <http://www.dcmm.pucrio.
br/~ranunes/org/Caracterizacao1.pdf>. Acesso em: 25 abr. 2007.
1.7 Vantagem do processo
A análise cuidadosa de fatores técnicos e econômicos, relativos às matérias-
-primas, mão de obra, maquinário, ferramentas, consumo de energias térmicas ou 
elétricas e das características do material produzido, conduz à escolha de um deter-
minado processo de fabricação. Casos há que comportam uma solução única. Assim, 
os metais de lato ponto de fusão e os carburetos são normalmente trabalhados pelo 
processo da metalurgia do pó. Analogamente, estruturas porosas, peças metálicas 
com características fora do comum, ligas de metais insolúveis no estado sólido en-
contram nesse processo a única solução aconselhável. O processo apresenta vanta-
gens, sobre a fusão, na fabricação de peças de formato complicado, com dimensões 
sujeitas a tolerâncias rigorosas ou feito de ligas muito duras, de difícil acabamento, 
sendo apreciáveis a economia de tempo de fabricação, a mão de obra especializada e 
o consumo de energia térmica.
A seguir, são citadas as vantagens e as desvantagens do processo.
Vantagens
As temperaturas de sinterização utilizadas são baixas em relação a outros pro-
cessos, com utilização de fornos de concepção simples com menor consumo de energia.
Gilberto augusto de morais - 33
O produto final possui estreita tolerância dimensional e excelente acaba-
mento superficial, não precisando na maioria dos casos de operações finais.
É possível produzir componentes com formas complexas, muitas vezes ina-
cessíveis a outros processos de fabricação.
Há perfeito controle da composição química do material, podendo ser pro-
duzidos componentes de alta pureza.
Existe a possibilidade de obtenção de materiais com propriedades físicas e/
ou químicas para os quais a metalurgia do pó é a única técnica viável de fabricação. 
Ex. materiais porosos, metal duro, materiais refratários.
O processo é de alta produtividade, proporcionando a fabricação de grande 
quantidade de bens de consumo em menor tempo, além de facilitar a automação, 
minimizando o custo de inspeções para controle de qualidade.
Peças para protótipos podem ser atualmente produzidas a um custo mais 
baixo devido ao desenvolvimento de processo de moldagem com laser.
Desvantagens
A forma geométrica da peça é limitada, devendo possibilitar que seja extra-
ída de uma matriz de compactação.
Nos processos convencionais de compactação e sinterização, o tamanho da 
peça é limitado, uma vez que as potências requeridas para compactação são propor-
cionais à sua área transversal. Algumas técnicas avançadas da metalurgia do pó em 
desenvolvimento já superam esse problema.
O processo produz uma porosidade residual que deve ser eliminada, no 
caso de aplicações que requerem altas solicitações mecânicas.
Os produtos obtidos pela metalurgia do pó podem ser divididos em dois 
grandes grupos:
(i) o daqueles que, por suas características próprias ou pelas propriedades 
finais desejadas, só pode ser obtido pela técnica de compactação e sin-
terização, a partir de pós;
(ii) o dos produtos que, embora possam ser fabricados pelos processos me-
talúrgicos convencionais, tem na metalurgia do pó uma produção com 
mais eficiência, facilidade de automação e economia (extrusão de tubos 
sem costura).
No primeiro grupo incluem-se:a) Os metais refratários (W, Mo, Ta, Nb).
34 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
b) Os metais duros (carbonatos de W, Ti, Ta e Nb, associados a um metal 
aglomerante, do grupo do Fe, no caso o Co) são duros à temperatura 
ambiente e mantêm-se duros às altas temperaturas.
c) Materiais porosos para aplicação em filtros, buchas autolubrificantes 
para mancais e placas de baterias alcalinas.
d) Materiais de fricção constituídos por um metal base (Cu ou Fe), um 
ou mais pós abrasivos (Al2O3-Ox. Al; SiC-carboneto de Si; SiO2-Sílica; 
silicato de Fe) e um ou mais pós lubrificantes (grafita, Pb e MoS).
e) Materiais para contato elétrico do tipo metalgrafita e materiais compostos.
A grafita se presta a contatos elétricos de baixa densidade de corrente com 
baixa perda mecânica. Para aumentar a capacidade de transporte de corrente e dis-
sipação de calor se adicionam Cu e Ag, que possuem alta conductibilidade, mas 
possuem alto coeficiente de atrito.
f) Os materiais compostos: procura-se combinar as propriedades do Cu e 
Ag com as características de alta resistência ao calor, ao desgaste e à for-
mação de arcos de metais refratários como o tungstênio e o molibdênio.
g) As ligas pesadas (W-Cu, W-Ni-Cu, W-Ni-Fe).
O Quadro 1.4 mostra a densidade teórica ρ e temperatura de fusão Tfusão 
de alguns metais.
Quadro 1.4 – Densidade ρ e temperatura de fusão T
fusão
Metais ρ(g/cm³) T
fusão 
°C
Pt 21,5 1769
Au 19,3 1063
W 19,3 3410
U-γ 18,7 1132
Ta 16,6 2996
Hg 13,5 -39
Pb 11,4 328
Mo 10,2 2610
Cu 8,9 1083
Ni 8,9 1453
Nb 8,4 2468
Fe-α 7,9 1536
Fonte: NUNES, Raul A. Metalurgia do pó. Rio de Janeiro: Pontifícia 
Universidade Católica, 2003. Disponível em: <http://www.dcmm.pucrio.
br/~ranunes/org/Caracterizacao1.pdf>. Acesso em: 25 abr. 2007.
Gilberto augusto de morais - 35
A liga pesada de W-Ni-Cu com composição em peso de 93-5-2 pode apre-
sentar uma densidade variando entre 12,8 g/cm³ a 17,8 g/cm³. Essa variação está 
relacionada com a temperatura de sinterização TS (1.300 °C, 1.400 °C) e o tempo de 
sinterização ts(0,5h, 6h). Dessa forma, produz-se uma liga com excelente usinabilida-
de, que pode então ser facilmente trabalhada ou conformada mecanicamente. O W 
puro apresenta uma densidade limite em torno de 96% da densidade teórica ρ =19,3 
g/cm³; na prática, a densidade do W é em torno de 16,5 g/cm³. O W puro é duro, 
quebradiço e de difícil ou impossível usinagem. Observa-se que, apesar de a Pt e de 
o Au serem densos, são ao mesmo tempo caros; o U também não é utilizado devido 
à natureza radioativa do material; o Pb possui baixa densidade, baixa resistência 
mecânica e baixa temperatura de fusão.
No segundo grupo, incluem-se:
a) Os materiais estruturais nos quais o processo só se torna vantajoso, 
economicamente, no caso da produção seriada em grande número de 
peças, devido ao alto custo da matriz de compactação.
O Quadro 1 fornece uma visão geral das principais aplicações desses pro-
dutos, bem como os materiais utilizados e suas propriedades específicas. Com ex-
ceção das peças estruturais, todos os produtos listados só podem ser obtidos através 
dessa técnica.
O setor de metalurgia do pó vem experimentando desenvolvimento tecno-
lógico significativo no sentido de aperfeiçoar as propriedades dos materiais e a sua 
performance em serviço, a fim de atender indústrias altamente sofisticadas como as 
aeroespacial, eletrônica e nuclear. Os principais avanços incluem desde os novos pro-
cessos de consolidação, as recentes técnicas para produção de pós e as superligas com 
propriedades superiores àquelas fabricadas pelos processos metalúrgicos tradicionais.
1.8 Limitações do processo
Apesar do grande desenvolvimento da metalurgia do pó em nossos dias, o 
processo ainda sofre severas limitações em relação a matérias-primas, os pós, instala-
ções, maquinário, ferramentas, aparelhagem de aquecimento e pessoal.
1.9 Avanços da metalurgia do pó
Algumas das técnicas que apresentam maior possibilidade de desenvolvi-
mento e aplicação nos próximos anos são descritas a seguir.
36 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
Compactação Isostática a Quente (HIP − Hot Isostatic Pressing). Esse pro-
cesso atingiu desenvolvimento industrial na última década, sendo considerado no 
momento uma área especial da metalurgia do pó para produção de materiais avança-
dos. O método consiste em submeter os pós ou peças sinterizadas aquecidos em alta 
temperatura, a pressões isostáticas de compressão exercidas por um gás. O produto 
final se caracteriza pela ausência total de poros e segregações, homogeneidade, micro-
estrutura e excelentes propriedades mecânicas. Devido às limitações de custo do equi-
pamento e à produção de pequenas séries, o processo não compete com a sinterização 
convencional, sendo geralmente utilizado para materiais com propriedades especiais 
como aços ferramenta, aços inoxidáveis, metal duro, superligas e materiais compostos.
Processos de conformação a quente, forjamento e extrusão. Esses processos 
vêm sendo utilizados em metalurgia do pó a fim de se obter propriedades mecânicas 
equivalentes aos produtos conformados convencionais, através do aumento de densi-
dade, e propriedades físicas típicas de produtos sinterizados, tais como alta precisão 
e excelente acabamento superficial. Apesar do alto custo de investimento envolvido, 
os processos de conformação a quente permitem a produção de componentes sub-
metidos a altas solicitações dinâmicas, apresentando elevada resistência mecânica 
e tenacidade à fratura. As peças forjadas são geralmente confeccionadas a partir de 
ligas ferrosas e utilizadas principalmente em peças para indústria automotiva e em 
matrizes e punções para conformação de metais. Já o processo de extrusão é utiliza-
do basicamente em ligas de níquel, alumínio, aços rápidos e metais refratários para 
perfis, barras e tubos sem costura.
Produção de pós pela Técnica de Solidificação Rápida (RST − Rapid Soli-
dification Technique). O desenvolvimento dessa técnica foi um grande avanço para 
a metalurgia do pó pela possibilidade de obtenção de ligas metálicas vítreas, ina-
cessíveis até então aos processos de fusão. A técnica consiste em resfriar o pó, na 
fase final do processamento, a velocidades extremamente rápidas (ultrassônicas), for-
mando partículas de pós ultrafinas. A partir desses pós, é possível formar ligas com 
microestrutura amorfa, composições uniformes, tamanho de grão muito pequeno, 
e ótimas propriedades, como resistência mecânica, resistência à corrosão, tenacidade 
e estabilidade microestrutural a altas temperaturas. O processo vem sendo utilizado 
principalmente para produção de superligas de titânio, níquel e alumínio em aplica-
ções aeroespaciais.
Produção de pós pré-ligados com dispersão de óxidos (ODS − Oxide Dis-
persion Strengthening).
O processo consiste em introduzir pós metálicos dos constituintes da liga 
desejada em um moinho de bolas de alta energia, resultando em partículas de pós 
com dispersão fina e uniforme de óxidos e carbetos na matriz. O produto final, 
obtido após consolidação dos pós através de sinterização, extrusão ou prensagem 
isostática a quente, possui excelentes propriedades mecânicas a altas temperaturas, 
Gilberto augusto de morais - 37
além de manter as propriedades específicas de cada tipo de liga, como, por exemplo, 
à resistência à oxidação de ligas de alumínio.
As principais aplicações nas quais essa técnica vem sendo utilizada são 
componentes de ligas de Ni, Al ou Ti, submetidos a altas temperaturas, para equipa-
mentos dos setores aeroespaciais, automobilístico e nuclear.
Além do potencial individual de cada técnica, novas perspectivas estão sur-
gindo com a elaboração de materiais através da combinação dos diversos processos 
da metalurgia do pó. Por exemplo, a tecnologia de produção de pós, pelas técnicas 
RST e ODS, combinado com consolidação através de extrusão, prensagem isostática 
a quente e forjamento, está apresentando oportunidades para criação de novas ligas e 
formas de materiais com as propriedadesdesejadas, fechando o crescente vazio entre 
requisitos de alta performance de projetos e a precisa adequabilidade do material para 
componentes de grande conteúdo tecnológico.
1.10 Matérias-primas
Industrialmente, não é fácil a obtenção de pós, em quantidades suficientes 
para atender à demanda crescente, com propriedades adequadas e por preços razoáveis.
A experiência mostrou que compactados muito densos, fabricados com pós 
de elevada pureza, têm características iguais ou mesmo superiores ao material fun-
dido. A alta densidade dos compactados exige maiores compressões, máquinas mais 
potentes, maior aquecimento, maior resistência ao desgaste das matrizes. Os pós 
de elevada pureza são mais caros. Influem relativamente pouco no custo das peças 
pequenas e exageradamente no custo das peças grandes. Outra limitação decorre 
dos pós não se submeterem às leis hidrodinâmicas, o que dificulta a fabricação de 
peças com reentrâncias, saliências, peças cônicas e outras, cujo formato dificulte a 
distribuição da pressão.
1.11 Instalação
A indústria de metalurgia do pó é complexa e muito especializada, exige 
instalações dispendiosas para fabricação, preparo, condicionamento, armazenamen-
to dos pós, livres do ar e da umidade.
A consistência dada aos compactos é consequência da ação da pressão e do 
calor. A pressão é exercida por meio de prensas mecânicas ou hidráulicas, automáti-
cas, semiautomáticas ou manuais, de efeito simples ou duplo. O custo da prensa, a 
taxa de compressão, o cumprimento e o número de cursos por minuto, o modo de 
funcionamento constituem sérias limitações ao processo (Figura 1.2).
38 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
Figura 1.2 − Maquinário empregado na metalurgia do pó. Inovadora, potência controlada 
por circuito fechado de TPA preconiza a produção de peças complexas por metalurgia 
do pó de alta qualidade que utiliza a última tecnologia de fabricação. Disponível numa 
escala de 500 kN até 20 000 kN. Disponível em: <http://www.dorst.de/dorst_seite/
HTML/PRODUKTE/INFOLINES/TPA160_3hp-eng.htm>. Acesso em: 04 jul. 2009.
Gilberto augusto de morais - 39
1.12 Ferramentas
O projeto das peças e das ferramentas usadas em sua fabricação tem impor-
tância fundamental na aplicação do método. É possível melhorar as características de 
uma peça utilizando um projeto adequado.
As limitações das ferramentas decorrem de sua resistência à compressão a 
quente e a frio, do formato e do tamanho das peças.
Aparelhagem de aquecimento
A temperatura dos fornos empregados na sinterização é um dos fatores que 
limitam o emprego do processo. Em caso de grande produção, empregam-se esteiras 
transportadoras, que circulam através dos fornos. Esse material não pode trabalhar 
com temperaturas superiores a 1 100°C, além disso, é muito sujeito a panes e para-
das para manutenção. Quando se precisa de temperaturas superiores a 1 100°C, e 
o equipamento na permite essas temperaturas, aumenta-se o tempo de sinterização, 
obtendo-se resultados equivalentes.
Em caso de prensagem a quente, há problema da resistência das matrizes 
em temperaturas elevadas e do tempo de aquecimento dos pós, que acarreta atraso 
na produção.
1.13 Método da produção dos pós metálicos
Ge ralmente, os pós são adquiridos de fornecedores especializados, de modo 
que a produção do pó a ser utilizado para a obtenção do produto não é responsabilidade 
de quem faz o produto. Entretanto, em alguns casos, o pó precisa ser fabricado também 
pelo metalurgista do pó. De qualquer modo, o pó a ser utilizado nas etapas posteriores 
deve ter propriedades adequadas, pois as propriedades finais da peça produzida depen-
dem de cada uma das etapas do processo, incluindo as características do pó.
Muitos metais e ligas metálicas são naturalmente obtidos, por técnicas ex-
trativas, na forma de pó. A técnica apenas deve ser ajustada para que produza pós 
com características adequadas e reprodutíveis. Em outros casos, o pó deve ser produ-
zido a partir de outra forma do material. Como exemplo do primeiro caso, podem-se 
citar os pós de tungstênio e de carbeto de tungstênio.
A partir da schelita ou da wolframita, pode-se obter o paratungstato de 
amônia ou ainda o óxido tungstico, ambos na forma de pó. Através de uma calci-
nação, obtém-se o trióxido de tungstênio ou o chamado óxido azul de tungstênio, 
também em forma de pó. Podem-se reduzir esses óxidos facilmente com hidrogênio 
em temperaturas na faixa de 700-950 0C. O produto obtido é o pó de tungstênio. 
Controlando-se os parâmetros de redução, como a temperatura, a quantidade de 
40 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
óxido, a umidade da atmosfera, as características do pó de tungstênio produzido 
também podem ser controladas.
O pó de carbeto de tungstênio é produzido de uma mistura entre os pós 
de tungstênio e o negro de fumo, em proporção estequiométrica, com um ligeiro 
excesso de carbono. A mistura é colocada num forno com atmosfera de hidrogênio a 
temperaturas entre 1 500 0C a 1 800 0C por algumas horas. A reação se dá em estado 
sólido através da difusão de carbono pela rede do tungstênio. Controlando-se prin-
cipalmente o tamanho de partícula do pó de tungstênio mas também a temperatura 
de reação, é possível controlar o tamanho de partícula do pó de carbeto.
Pós de alumínio, aço, ferro, cobre, bronze, além de outros, podem ser 
feitos através de atomização. Essa técnica consiste em fundir o material com o 
qual se pretende preparar o pó em um recipiente com um orifício. Um filete do 
líquido escorre do orifício e é bombardeado por um feixe de líquido ou gás. O 
filete é então subdividido em finíssimas gotículas que caem em um líquido e 
são imediatamente resfriadas. Através desse método, podem-se produzir pós com 
partículas quase esféricas e com distribuição de tamanho muito estreito. Com li-
geiras modificações, esse método pode ser usado para produzir pós com partículas 
aciculadas, quase na forma de fibras.
A técnica de produção dos pós metálicos constitui parte integral de seu 
emprego. De um modo geral, os pós são fabricados para fins específicos. O produ-
tor de pós tem de atender sempre às especificações de fabricantes de compactados. 
Em certos casos, é possível obter-se um pó com determinadas propriedades por 
processos diferentes.
Os pós de cobre para metais podem ser fabricados por eletrólise e redução. 
Os processos de fabricação de pós metálicos podem ser agrupados, arbitrariamente, 
em duas classes gerais:
• Processos mecânicos
• Processos físico-químicos e químicos
1.13.1 Processos mecânicos
Os metais e suas ligas podem ser reduzidos a pó pelos seguintes métodos 
mecânicos: usinagem, britagem, moagem, turbilhamento, granulagem, arremesso e 
atomização. Os quatro primeiros métodos são aplicados aos metais sólidos a tempe-
raturas ambientes e os três últimos exigem temperaturas acima do ponto de fusão 
e metais líquidos.
Gilberto augusto de morais - 41
1.13.1.1 Usinagem
O processo por usinagem não apresenta grande interesse ao fabricante dos 
pós para a indústria dos compactos, porque é caro e produz pós grosseiros. É possível 
melhorar a qualidade desses pós por moagem e recozimento. Os pós de magnésio 
para fins pirotécnicos são produzidos por usinagem. A moagem de pós finos de me-
tais sujeitos a explosões é realizada em atmosfera neutra.
Terminada a moagem, o pó deve ser progressivamente posto em contato 
com o ar, isto é, o gás neutro deve ser aos poucos substituído pelo ar, a fim de que 
haja uma oxidação superficial das partículas e maior tempo de dissipação do calor 
desprendido na oxidação, evitando-se assim a possibilidade de explosão. Pode-se em-
pregar, também, uma atmosfera mista, de gás neutro e de ar, necessária para a oxida-
ção superficial das partículas, mas insuficiente para provocar explosões.
Alguns pós de prata para solda, de ligas para obturações dentárias, de ferro 
empregado como redutor na química, ou como endurecedor de concreto, também 
podem ser produzidos por usinagem.
1.13.1.2 Fragmentação por britagemÉ uma operação semelhante à moagem, consistindo na redução de massa 
metálica a fragmentos cada vez menores dos metais.
Em certos casos, os metais são encruados e moídos. Há vários tipos de bri-
tadores, como martelos de queda para britagem de minérios e sucata, britadores de 
mandíbulas, britadores giratórios e outros.
1.13.1.3 Moagem
Os metais, suas ligas e compostos, quando quebradiços e friáveis, podem 
ser facilmente reduzidos a pó de diversos graus de finura, mas são difíceis de ser pul-
verizados quando maleáveis (Figura 1.3).
42 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
Figura 1.3 – Moinho de bolas.
Fonte: TELECURSO 2000. Processos de fabricação: tendências e 
perspectivas. Apostila do Curso Técnico em Mecânica. Disponível em: 
<http://www.bibvirt.futuro.usp.br>. Acesso em: 25 abr. 2007.
A escolha do processo de moagem deve levar em consideração a dureza, 
a fragilidade e a maleabilidade dos metais. O tungstênio, o antimônio, várias ligas 
e compostos, principalmente os carbonetos refratários, são quebradiços, podem ser 
reduzidos a pó, e constituídos de partículas de finura e distribuição controladas para 
muitas aplicações. As partículas duras de forma irregular, normalmente, não são 
aplicadas na fabricação de compactado. Os carbonetos, na maioria das vezes, são 
misturados com aglomerantes de baixo ponto de fusão, prensados e sinterizados.
Durante a moagem, se não forem tomadas certas precauções, os pós são 
contaminados por óxidos e impurezas que prejudicam as características do compac-
tado. As partes dos moinhos que ficam em contado com as partículas devem ser fa-
bricadas com ligas duras, para evitar a contaminação daquelas partículas refrigeradas 
e a ductilidade dos pós, pelo aquecimento excessivo, pois algumas ligas são frágeis.
As ligas de alumínio e magnésio permitem produzir um pó friável, cuja 
composição para posterior emprego poderá ser ajustada pela adição de mais metal.
Gilberto augusto de morais - 43
As ligas de ferro-níquel têm baixa resistência intercristalina, o que permite 
sua redução a pó, cuja finura dependerá do tamanho do grão de liga. Essas ligas 
podem ser tornadas mais frágeis evitando-se a desoxidação ou adicionando-se óxido 
ou sulfeto de ferro, ou então pela laminação, partindo de 1 300°C, até chegar à 
fragmentação pelo encruamento. A seguir, o material é moído em moinho de bolas. 
A moagem de metais maleáveis produz pós lamelares em forma de disco, que não 
têm emprego na fabricação de compactados. Os pós de alumínio e bronze feitos por 
moagem são empregados em tintas e os pós de cobre, na fabricação de escovas para 
coletores. O emprego de lubrificante evita que a partícula se solde umas às outras, 
facilitando o aumento superficial das plaquetas.
1.13.1.4 Turbilhamento
O processo HAMETEG, considerado o mais eficiente para redução de 
metais maleáveis a pó, é empregado na Alemanha. A fragmentação das partículas se 
processa por choque entre as elas.
O aparelho, mostrado na Figura 1.4, é constituído de uma câmera onde 
trabalham duas hélices, frente a frente, rodando a alta velocidade em sentido contrá-
rio, o que provoca turbilhamento e colisões das partículas de pó que são injetadas por 
correntes gasosas de sentidos contrários.
Figura 1.4 − Processo HAMETEG.
Fonte: MORAIS, G. A. Processos de fabricação II. UFRN, 2009.
44 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
Em geral, quando o pó metálico é sujeito a explosões, usa-se uma atmos-
fera de gás neutro. O processo permite produzir uma série de tipos de partículas de 
acordo com a finalidade que se tem em vista. Os pós são constituídos de partículas 
lamelares, com uma depressão, em forma de pires. Em certos casos, pode-se aumen-
tar a depressão, obtendo-se partícula oca, a qual tem grande aplicação na fabricação 
de compactos porosos.
Os pós HAMETEG têm excepcionais propriedades de compactação, ten-
do em consequência numerosas aplicações na metalurgia do pó. São empregados 
principalmente na fabricação de núcleos magnéticos maciços de Fe-Ni, em peças de 
ferro para máquinas e de carbono metalográfico.
1.13.1.5 Processo do micronizador
O princípio é o mesmo do anterior, a pulverização se realiza pela colisão das 
partículas de pó, provocada pela injeção de ar ou de vapor superaquecido, com uma 
pressão de 7 (Kgf/cm²) a 35 (Kgf/cm²), tangencialmente às paredes de uma câmara 
anelar. Esse processo tem sido empregado na fabricação de pós para pigmentos, mas não 
tem alcançado grande sucesso industrial na pulverização de metais para compactados.
1.13.1.6 Processo de micropulverizador
Consiste num disco em que estão presos martelos acionados pelo movi-
mento de rotação do disco. Esse processo tem sido empregado na pulverização de 
metais duros ou de massas esponjosas de metais maleáveis, para fabricação de com-
pactados sinterizados. O processo não produz grande encruamento, nem modifica 
substancialmente a forma equiaxial das partículas.
1.13.1.7 Pulverização de metais fundidos
O processo de produção de pós por granulagem, partindo de metais fundi-
dos, é muito barato, mas não apresenta grande interesse na fabricação desse material 
para compactados.
A granulagem pode ser obtida em água ou por agitação do metal líquido 
a uma temperatura próxima do seu ponto de solidificação. A granulagem em água 
é um processo antigo usado na fabricação de pós grosseiros de alumínio, cádmio, 
estanho e zinco. De um modo geral, as partículas são envolvidas por uma camada de 
óxido, o que torna desaconselhável o seu emprego em compactados.
Têm-se fabricado pós de metais de baixo ponto de fusão, como chumbo 
e ligas de estanho, empregando um pulverizador rotativo em temperaturas pouco 
abaixo da solidificação.
Gilberto augusto de morais - 45
1.13.1.8 Arremesso
Esse processo consiste em vazar o metal líquido no ar ou na atmosfera 
neutra, obtendo-se partículas metálicas, cujos tamanhos dependem do modo de con-
duzir a operação. O material produzido varia de grãos muito grosseiros a pós muito 
finos semelhantes aos obtidos por outros processos.
Em certos casos, o arremesso constitui uma operação intermediária na pro-
dução de pós. A temperatura ótima é pouco acima do ponto de fusão e a uniformi-
dade do pó depende de se usar um jato contínuo de metal.
A natureza da partícula depende do meio refrigerante, da temperatura, do 
modo de vazamento, livre ou forçado, e da distância dos cadinhos às superfícies 
do refrigerante. Assim, colocando-se o cadinho próximo à superfície da água fria, 
obtém-se partícula fina, alongada em forma de pena. Situando o cadinho muito 
acima do nível da água quente, conseguem-se partículas esféricas.
Para obtenção de pós finos, emprega-se um jato de ar ou vapor, como refrige-
rante, em vez de água. Usa-se também arremessar o metal sobre uma superfície metá-
lica junto ao nível d’água ou sobre um disco rotativo que projete as partículas na água.
Figura 1.5 – Desintegrador líquido do 
tipo DEGUSSA.
Fonte: MORAIS, G. A. Processos 
de fabricação II. UFRN, 2009.
 O exemplo típico desse caso é o desin-
tegrador líquido do tipo DEGUSSA (Figura 
1.5), em que o metal líquido é acelerado e res-
friado por um jato de água de alta pressão, e a 
desintegração se processa pelo impacto desse 
jato sobre as palhetas existentes num disco, 
que gira a 10 000 rotações por minuto.
O desintegrador foi modificado 
porque o metal se solidificava e se acumulava 
junto às palhetas, o que ocasionava constante 
parada do aparelho para limpeza. O disco foi 
substituído por uma cortina rotativa de água 
com melhores resultados.
O processo é usado na produção 
de pós de ligas de metais insolúveis no esta-
do sólido como cobre-ferro, cobre-chumbo, 
prata-chumbo, e na pulverização de chumbo, 
zinco, alumínio, prata, ouro e de muitas ligas, 
principalmente ferro fundido. A operação é 
conduzida de acordo com o metal ou a liga 
utilizados e com as propriedades que se deseja obter dos respectivos pós.
46 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
1.13.1.9 Atomização
O método de atomizaçãoé frequentemente empregado na pulverização de 
metais de baixo ponto de fusão. Experiências realizadas mostraram que se pode che-
gar até 900°C para operações industriais. Pós de cobre e prata têm sido produzidos 
em escala industrial, e de ferro e níquel, em laboratórios, tendo apresentado boas 
características. Esse processo tem relação estreita com o processo de arremesso.
Consiste em fazer passar o metal líquido, sob pressão, através de um peque-
no orifício e dispersá-lo por um jato de gás comprimido. As pequenas gotas metálicas 
se solidificam em forma de pó muito fino. Normalmente, o gás é posto em contato 
com o metal líquido através de um injetor parcialmente submerso neste, de modo a 
conduzir o metal até o ponto de saída.
A solidificação ocorre logo que o metal entra em contato com o gás. O pó 
é recolhido por um processo de sucção e recolhido em aspiradores ou em ciclones 
coletores de pós (Figura 1.6).
(a)
Fonte: MORAIS, G. A. Processos 
de fabricação II. UFRN, 2009.
(b)
Figura 1.6 – Processo de atomização a 
gás: (a) vertical e horizontal; (b) princípio, 
a velocidade elevada do fluxo do gás 
que corre através do bocal expansor, 
extraindo o metal fundido debaixo do sifão 
e pulverizando-o na câmara de coleta.
Fonte: GROOVER, M. P. Fundamentals 
of Modern Manufacturing Publisher. 2. ed. 
New York: John Wiley & Sons, Inc., 2002.
Gilberto augusto de morais - 47
O grau de finura e a distribuição das partículas, por tamanho, variam 
em função:
• Do desenho do injetor de gás, do orifício de saída, de sua altura em rela-
ção à superfície líquida.
• Da temperatura, viscosidade e fluxo do metal através do orifício.
• Da temperatura e pressão do gás.
Estudos realizados mostraram que a natureza do pó é influenciada mais 
preponderantemente pela altura do orifício de saída, pressão do gás, temperatura 
do metal e área do orifício, quando esses fatores são considerados separadamente. 
Essas variáveis são interdependentes, tornando-se os resultados mais difíceis de serem 
apreciados quando se envolvem dois ou mais fatores simultaneamente. O desenho do 
injetor de gás parece não ter grande influência. O jato de metal através do orifício 
deve ser constante para se obter um pó fino. O ar, o vapor ou gás neutro muitas vezes 
é preaquecido a uma temperatura acima do ponto de fusão do metal para evitar a 
solidificação das gotículas metálicas junto ao orifício.
Emprega-se um gás neutro quando se quer evitar a oxidação das partícu-
las. Nesse caso, o ar só deve ser admitido lentamente depois que o pó tenha esfria-
do, principalmente quando há perigo de explosões. A oxidação de pós de alumínio, 
chumbo, estanho, zinco e cádmio varia de 0,2 a 0,3% quando se usa ar, o que não é 
considerado prejudicial.
Os pós apresentam formas variáveis, irregulares ou esféricas. Os metais de 
baixo ponto de fusão podem ser compactados, mesmo com pressões baixas. A ha-
bilidade dos pós de alumínio para compactação depende da técnica de atomização, 
que é determinada por certos fatores, quais sejam, camada de óxido envolvendo a 
partícula, tamanho e distribuição das partículas etc.
Os pós de metais e ligas de alto ponto de fusão, como cobre, latão, bronze, 
têm apresentado qualidades inferiores aos fabricados por outros processos, e, em 
consequência, os compactados apresentam características mecânicas inferiores.
Esse método é indicado na produção de pós de ferro para núcleos, apesar da 
oxidação superficial e das deficiências da compactação.
1.13.2 Processos físico-químicos e químicos
Físicos
 Condensação
 Decomposição térmica
48 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
Químicos
 Redução
 Precipitação e deslocamento
 Carbonetação e descarbonetação
Eletroquímicos
 Eletrodeposição
 Dispersão elétrica
Outros processos
 Difusão de ligas (sinterização)
 Desintegração de ligas e corrosão intergranular
1.13.2.1 Métodos físicos
Condensação – método empregado na produção de pós de metais que têm 
baixo ponto de ebulição como zinco. Consiste em reduzir o óxido de zinco pelo CO, 
segundo a reação
 ZnO + CO Zn + CO2 (1.1),
e em condensar ao vapores de Zn provenientes dessa reação em atmosfera oxidante.
As gotículas de zinco envolvidas por uma camada de óxido solidificam em 
forma de pó.
Decomposição térmica – um grande número de metais reage com o monó-
xido de carbono segundo a reação
 M + x (CO) M (CO)x (1.2)
dentro de certas condições de temperaturas e pressão, dando um composto chamado 
carbonila;
 Fe + 5(CO) Fe (CO)5 (pentacarbonila de ferro)
 Ni + 4(CO) Ni (CO)4 (tetracarbonila de níquel)
Gilberto augusto de morais - 49
Esses compostos são líquidos à temperatura ambiente e fervem a 103°C e 
a 43°C respectivamente. Acima das temperaturas de ebulição e sob pressão de uma 
atmosfera, as reações se processam em sentido contrário, resultando em metal em pó 
e monóxido, que é recirculado no processo.
A carbonila de ferro é obtida passando uma corrente de CO através do 
ferro esponja a 200°C e 140 (Kgf/cm²) de pressão. O ferro esponja é resultante da 
redução do óxido de ferro em pó pelo hidrogênio, gás natural ou monóxido de car-
bono. Quando se emprega o último composto, a reação de formação de carbonila 
segue imediatamente a redução. A velocidade da corrente gasosa através da câmara 
de pressão deve ser tal que dê uma concentração de 6% de carbonila de ferro no gás.
Durante a decomposição da carbonila, a temperatura deve ser 200°C. Tem-
peratura inferior provoca decomposição incompleta e temperatura acima de 400°C 
provoca oxidação das partículas de ferro na atmosfera de monóxido de carbono.
Quando se pretende obter pós finos e muito puros, devem-se providenciar 
câmaras suficientemente grandes para que a decomposição se efetue nas paredes ou 
na refrigeração interior dessas paredes.
Pode-se misturar a carbonila com a corrente quente de um gás para se obter 
um precipitado fino. Os pós obtidos por esse processo podem ser reduzidos a granu-
lações menores por moagem em atmosferas neutras para evitar inflamações espon-
tâneas do pó. Apesar das ótimas características dos pós, seu uso tem sido restringido 
pelo elevado custo de fabricação.
Uma das principais características dos pós é a desinterização que compen-
sa largamente a fraca compressibilidade das partículas esféricas e certas impurezas 
como carbono, e em menor grau o oxigênio. Contatou-se que pequena percentagem 
de ferro proveniente da carbonila, adicionada a ferro esponja reduzido pelo hidrogê-
nio, melhora bastante suas características sem alterar muito seu custo.
Os pós de ferro obtidos por esse processo são empregados, com excelen-
tes resultados, na fabricação de núcleos de bobinas. O pó de níquel produzido pela 
decomposição de sua carbonila é muito fino e de elevada pureza, mas o preço de 
produção tem limitado muito seu emprego.
A carbonila é produzida através de uma câmara, onde o níquel se deposita em 
partículas microscópicas em torno de 0,01 mícrons. Essas partículas servem de núcleos 
para decomposições sucessivas, obtendo-se depois de meses de precipitação, granulados 
de 6 mm a 13 mm de diâmetro, formados de camadas à semelhança de uma cebola.
Em menor escala, esse processo tem sido usado na produção de pós de 
cobalto, molibdênio e outros metais.
50 - Desenvolvimento da Metalurgia do Pó
1.13.2.2 Processos químicos
Redução – grande número de metais é obtido de seus óxidos pela ação de 
um elemento redutor sólido ou gasoso. Assim, ferro, cobre, chumbo, zinco, estanho e 
outros são reduzidos, de seus óxidos, pelo carbono, em temperaturas acima do ponto 
de fusão desses metais, metalurgia clássica, ou abaixo desse ponto, metalurgia do pó.
O tratamento dos óxidos metálicos, reduzidos a pó, em temperaturas ele-
vadas e abaixo do ponto de fusão, e em atmosferas redutoras, tornou-se uma das 
grandes fontes de produção de pós metálicos, porque permite obter esses pós com 
propriedades controladas pela variação do processo de redução e da velocidade de 
redução. A finura do pó a que o óxido