Metalurgia do Pó 2

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Metalurgia do Pó
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1. Metalurgia do Pó 
A metalurgia do pó, também chamada sinterização, é o ramo da indústria metalúrgica que se dedica à produção de peças a partir de pós metálicos e não-metálicos.
Hoje são inúmeras as aplicações industriais de peças produzidas por sinterização. Esta tecnologia, comparada à metalurgia convencional, tornou-se competitiva tanto por razões tecnológicas quanto por razões econômicas. Onde for preciso produzir grandes quantidades de peças, de formas complexas, sempre haverá espaço para a metalurgia do pó.
A metalurgia do pó uma fonte produtora de peças para praticamente todos os ramos da indústria, tais como o aeroespacial e o automobilístico.
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2. Características dos Pós
Entre as características mais importantes dos pós metálicos estão a forma e o tamanho das partículas individuais. 
Para o projeto de uma peça sinterizada, a distribuição granulométrica das partículas é outra informação importante. 
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2. Características dos Pós
Os vários métodos de obtenção de pó metálicos conduzem:
 Diversas formas;
 Tamanhos; 
 Distribuição. 
Sendo imprescindível o domínio do processo de obtenção e caracterização dos pós para se chegar a uma peça final que atenda os quesitos de engenharia. 
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Etapas da Metalurgia do Pó
Figura 1 – Etapas da Metalurgia do Pó
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OBTENÇÃO VIA METALURGIA DO PÓ E CARACTERIZAÇÃO DA DUREZA DO COMPÓSITO DE LIGA DE ALUMÍNIO AA 6061 
 Mesmo com a ductilidade elevada, Lamminen (2005), afirma que o alumínio puro é um metal que oferece elasticamente baixa resistência mecânica. 
 Porém, através da inserção de um ou mais elementos de liga, sua resistência pode ser substancialmente aumentada com os valores de ductilidade mantidos em padrões bem aceitáveis.
 Segundo DA COSTA (2001), as ligas de alumínio, são as mais usadas nas pesquisas sobre materiais obtidos via metalurgia do pó de alta resistência, com enfoque nas aplicações na indústria aeronáutica e automobilística, e também como matrizes de compósitos de matriz metálica.
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Escória
 A escória de alto-forno é um subproduto gerado a partir da fabricação do ferro gusa em unidade industrial conhecidas como altos-fornos, através da fusão do combinado, minério de ferro e impurezas (ganga), com os fundentes (calcário e dolomita) e as cinzas do coque, por meio de um aparato de reações químicas (MASSUCATO, 2005).
 Escórias são qualificadas como resíduos da indústria do aço e ferro, que possuem em sua composição neutralizantes, especialmente Ca, Mg, Si e metais não nocivos ao solo e a vegetação. 
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Metodologia
 O pó adquirido comercialmente para o referido projeto foi à liga AA6061 fabricado pela Alcoa (Mg), já o reforço de escoria de alto-forno a carvão vegetal foi doação da empresa Gusa Nordeste.
Foram preparadas amostras do compósito com seis teores diferentes de escória, 5, 10, 15, 20, 25 e 30%.
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Processos de Produção do pó
Obtenção 
Compactação
Sinterização
Mecânico
Químico
Físico
Físico-Químico
Corrosão
Eletrólise
Moagem
Atomização
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 Atomização
Figura 3 – Obtenção por atomização
Figura 2 – Tipos de bocais
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Moagem
 Em geral, ela é feita num equipamento chamado moinho de bolas, que consiste num tambor rotativo contendo esferas metálicas de material resistente ao desgaste. 
 
 Quando o tambor gira, as esferas chocam-se umas contra as outras, desintegrando gradativamente o material que se encontra no interior do tambor.
Figura 4 – Moinho de bolas
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Figura 5 – Procedimento Experimental
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Metodologia
 Peneiramento
 Foram selecionados os materiais passantes na peneira de 150 e retidos na peneira de 200 mesh. 
 Pesagem
 Foram realizadas as pesagens da matriz e do reforço para as proporções de 5, 10, 15, 20, 25, 30 % de escória.
 Mistura
 Agitação rotativa com o auxílio de um moinho atritor de alta energia.
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 Compactação
Pressão
Adensamento do Pó
Deformação Plástica 
Alta densidade do material
Tempo
Figura 6 - Compactação
Cuidado com a Zona Neutra
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3.4 Sinterização
Figura 8 - Forno de Sinterização
Figura 7 - Contração do Compactado
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Resultados e Discussão
Fluorescência por raios X
Figura 9 – Composição Química da liga de alumínio AA6061
Figura 11 – Composição Química da Escória
Figura 10 – Composição Química do pó de alumínio 
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Resultados e Discussão
Difração de raios X
Estrutura Amorfa devido ao resfriamento brusco
2θ igual a 32° corresponde à fase Ca2Mg (Si2O7)
2θ igual a 37° e 43° correspondem à fase Ca2Al2SiO7
Compostos formados a partir da reação do óxido de silício com o óxido de cálcio
Figura 12 - Difratograma de raios X da escória de Alto Forno a carvão vegetal resfriada em água 
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Resultados e Discussão
Análise Granulométrica
Figura 13 - Distribuição dos tamanhos de partícula para o pó da liga de alumínio AA 6061
Figura 14- Distribuição dos tamanhos de partícula para o pó da liga de alumínio AA 6061
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Figura 15 - Dureza Rockwell H realizada do compósito da liga de alumínio AA6061 reforçada com escória de carvão vegetal e percentual do aumento de densidade das amostras 
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Resultados e Discussão
Microscopia Eletrônica de Varredura
Figura 16 – Imagens MEV do Alumínio e da Escoria
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Conclusão
Foi possível obter o compósito de liga de alumínio AA6061 reforçado com diferentes concentrações de partículas de escória de alto forno a carvão vegetal via metalurgia do pó; 
A inserção do particulado de escória na liga de alumínio provocou um acréscimo na dureza do material, sem alterar de forma significativa a sua densidade, quando comparado com a liga obtida pelo mesmo processo;
Quanto maior a concentração de reforço, maior a dureza do compósito. No entanto, a partir de 25% de reforço, o valor desta propriedade cai acompanhado pela queda na densidade do material.
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