Sinterizacao - Metalurgia do Pó

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AT 411 Processos de Corte 04/agosto/2006 
Sinterização 
A sinterização é um processo no qual, pós cuja preparação pode ser 
cristalina ou não, uma vez compactados, recebem tratamento térmicos e a 
temperatura de processamento é sempre menor que a sua temperatura de fusão. 
Este processo cria uma alteração estrutura microscópica do elemento base. Isto 
ocorre devido a um ou mais métodos chamados “mecanismos de transporte”, estes 
podem ser consecutivos ou concorrentes cuja finalidade é obter uma peça sólida 
coerente. 
Durante o processo ocorrem várias reações no estado sólido do elemento que 
são ativadas termicamente. Algumas podem ocorrer espontaneamente quando a 
base atinge uma temperatura determinada. 
 
1. INTRODUÇÃO 
A Metalurgia do pó, comumente denominada sinterização, vem a ser um 
processo altamente desenvolvido de manufatura de peças metálicas ferrosas e não 
ferrosas. 
Basicamente, os pós metálicos são configurados 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. 
Esse aquecimento, chamado sinterização, normalmente confere à massa de 
pó aglomerada as propriedades físicas e mecânicas desejadas. É comum, 
entretanto, a ocorrência de outras fases de processo que permitem alcançar valores 
mais rigorosos de resistência mecânica, tolerância dimensional, acabamento, etc. 
Fundamentalmente, a sinterização é um processo onde a economia de 
material é levado ao extremo: não há geração de cavacos (os quais numa usinagem 
convencional podem representar até 50% do peso original da peça bruta, nem 
carepas e tendo ainda vantagem de controlando-se a densidade, eliminar pesos 
mortos indesejáveis no produto final. Mesmo levando em consideração à 
necessidade de operações posteriores de usinagem, uma peça sinterizada normal, 
usa mais de 97% de sua matéria original. 
A consideração dos aspectos econômicos torna ainda mais significativos 
quando se fabricam peças de formas complexas, tolerância dimensionais rigorosas e 
grandes lotes de produção. 
CARACTERÍSTICAS 
Através da metalurgia do pó, consegue-se a fabricação de um componente de 
uso universal: os mancais auto lubrificantes. Realmente, a porosidade existente num 
mancal sinterizado pode ser preenchida com óleo para garantir uma lubrificação 
permanente entre o eixo e o mancal. É também a metalurgia do pó o único processo 
conhecido para a produção de determinadas ligas de altíssima dureza em condições 
industriais. As técnicas de metalurgia do pó possibilitam o desenvolvimento de ligas -
cerâmicas (CEMET), cuja aplicação abre um horizonte ilimitado. 
Além de poderem ser impregnadas com óleo para funcionarem com mancais 
auto lubrificantes, as peças sinterizadas podem ser impregnadas com resinas para 
selar os poros interconectantes, infiltradas com ligas metálicas para se aumentar a 
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resistência mecânica, tratadas termicamente, cromadas, niqueladas, ferróxidadas, 
etc. 
A maioria das peças sinterizadas pesa menos de 2,5 kg, embora peças com 
até 15 kg, possam ser fabricadas. Em seu desenvolvimento inicial, a metalurgia do 
pó produzia peças de formas geométricas bastante simples, em contraste com a 
atualidade onde, por motivos principalmente econômicos, procura-se fabricar cada 
vez mais complexas, já que os processos convencionais tornam-nas extremamente 
onerosas. 
ECONOMIAS EM PROCESSOS 
Em vários casos práticos, tais como em eixos com excêntricos, pinhões em 
pontas de eixo, etc., obtêm-se os, economia significativa pela utilização de peças 
sinterizadas agregadas a um a peça original simples. Em situações como esta, o 
processo de fabricação utiliza-se dos métodos convencionais para a "peça básica" e 
da metalurgia do pó para a produção da "parte complexa". 
Algumas peças podem, ainda, ser feitas separadamente na compactação e, 
então, juntadas e sinterizadas, produzindo a peça final desejada. 
VANTAGENS E DESVANTAGENS 
• 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. 
2. CARACTERÍSTICAS DOS PÓS METÁLICOS 
FORMA, TAMANHO E DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA 
Entre as características mais importantes dos pós metálicos estão à forma e o 
tamanho das partículas individuais. Para o projeto de uma peça sinterizada, a 
distribuição granulométrica das partículas é outra informação importante. Os vários 
métodos de obtenção de pó metálicos conduzem a diversas formas, tamanhos, 
distribuição e outras características dos pós, 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. 
As partículas de pós metálicos podem ser esféricas, aciculares, dendríticas, 
etc. 
A medição do tamanho das partículas exige equipamentos especiais: 
qualquer dos métodos mais comuns de medição tem sempre alguma aproximação, 
contém algum erro inerente. Partículas unidimensionais são, em geral, acirculares 
ou parecidas com bastões irregulares. Sua dimensão mais significativa é, portanto, o 
comprimento. Partículas em forma de escamas podem ser consideradas como 
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bidimensionais, onde o comprimento é muito mais significativos que a espessura. 
Várias partículas são de natureza tridimensional, como as esféricas. 
O método mais comum de medição do tamanho da partícula que podem 
variar de 0,400 a 0,0001mm é o das peneiras padronizadas como por exemplo a 
Série de Taylor. 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA, PERDA DO NITROGÊNIO E INSOLÚVEIS 
A composição química desejada para o produto final é bastante controlável na 
metalurgia do pó. Basicamente, pós de diferentes metais podem ser misturados nas 
proporções especificadas, pode-se partir diretamente de pós pré-ligados ou pode-se, 
ainda, misturar pós pré-ligados a pós de metais, para se chegar à composição 
desejada. Essa grande versatilidade no manuseio e combinação de pós diferentes é 
uma das grandes vantagens de metalurgia do pó, visto que uma gama enorme de 
composições químicas pode ser obtida industrialmente através essa técnica. 
Relativamente à "pureza" do pó, utilizam-se dois parâmetros de fácil 
caracterização: perda do hidrogênio e insolúveis. 
DENSIDADE E ESCOAMENTO 
A massa volumétrica ou densidade aparente de um pó metálico no estado 
livre é uma característica muito importante no dimensionamento dos parâmetros dos 
ferramentais de compactação de sinterizados, e é expressa em g/cm3. 
A facilidade de uma massa de pó atravessar orifício tem também grande 
importância no enchimento das cavidades de moldes ou matizes. A forma, tamanho 
e distribuição granulométrica das partículas de pó têm grande influência nessa 
característica. Por normalização aceita internacionalmente, estabeleceu-se como 
padrão de referência para escoamento o tempo, em segundos, que uma massa de 
50 gramas leva para se escoar através de um orifício previamente calibrado em 
recipiente de geometria definida. 
3. MÉTODOS DE OBTENÇÃO DOS PÓS METÁLICOS 
Os dois mais importantes processos conhecidos são a atomização e a eletrólise. 
ATOMIZAÇÃO 
Na atomização, o metal fundido é vazado através de um orifício apropriado a 
essa operação, formando um filete liquido que é "agredido" 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 se destacam; a espessura do filete, a pressão da água ou gás, a 
geometria do conjuntode pulverização e, evidentemente, o tipo de atomização. A 
atomização a água normalmente conduz a partículas irregulares e angulosas, 
enquanto que a atomização a ar produz partículas mais esferoidais. 
ELETRÓLISE 
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A fabricação de pós metálicos a partir da eletrolise é outro processo 
comumente utilizado para a produção de pós de cobre. Os pós produzidos 
apresentam elevada pureza, baixa densidade aparente e tem grãos de estrutura 
nitidamente dendrítica. Após recolhida dos tanques de eletrólise, a massa de pó, sob 
a forma de uma lama, é neutralizada, secada, reduzida e classificada por 
peneiramento. 
OUTROS PROCESSOS 
Vários outros processos podem ser utilizados para a obtenção de pós 
metálicos, cada qual produzindo pós com características especificas: 
• Métodos mecânicos: trituração e moagem; 
• Métodos físico-químicos: pirólise (obtenção de pós de ferro e níquel de alta 
pureza); 
• Métodos químicos: redução de óxidos por hidrogênio ou monóxido de 
carbono; corrosão: pós de aço inoxidável. 
4. DETALHES DE FABRICAÇÃO 
MISTURA E COMPACTAÇÃO DE PÓS 
Os pós são misturados em misturadores tipo "Y" ou "duplo cone". Mesmo 
quando se utilizam pós pré-ligados, há necessidade de se adicionarem lubrificantes 
sólidos (estearato de zinco, por exemplo) para diminuir o atrito entre os 
componentes do ferramental de compactação. A compactação convencional e 
sempre executada em prensas mecânicas ou hidráulicas. Uma quantidade 
predeterminada de pó é colocada numa cavidade formada pela matriz e macho, e é 
então compactada por uma série de deslocamentos dos punções superiores e 
inferiores, matriz e macho, à temperatura ambiente. 
A matriz é uniformemente preenchida com pó de densidade aparente. O pó foi 
levemente compactado (pressão de compactação de 0,1 t/cm2) e a densidade 
aumentou de 2,4 para 2,9 g/cm3 que corresponde à densidade de um pó "socado". 
Até aqui, a compactação causou o adensamento do pó, sem deformação das 
partículas e, evidentemente, sem nenhuma adesão entre elas. 
Se o pó for removido da matriz, tornará uma forma esboroada, sem contornos 
definidos. A partir desse ponto, o aumento da pressão aplicada resultará em 
deformação plástica das partículas. As partes mais finas de cada partícula individual 
se deformarão ou quebrarão, e uma "solda fria", devida ao entrelaçamento dos 
grãos, acontecerá, já que eles procurarão ocupar os espaços vazios entre eles. 
Parte dessa pressão é transmitida através da massa de pó, causando 
considerável atrito entre as partículas de pó e a matriz e machos. A densidade 
aproximada de 3,2 g/cm3, que corresponde a uma pressão da ordem de 0,16 t/cm2, 
já haverá adesão intergranular suficiente para se ter uma peça cilíndrica, porém sem 
resistência mecânica suficiente sequer para ser manuseada industrialmente. 
A compressão continua, bem como a influência do atrito contra as paredes da 
matriz; além da fricção interna entre as partículas. A densidade alcança 4,8 g/cm3, 
ou seja, dobro da densidade inicial. A pressão é da ordem de 1,2 t/cm2. Quando a 
pressão de compactação alcança cerca de 2,2 t/cm2, a densidade estará por volta de 
5,5 g/cm3. 
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A densidade de 5,5 g/cm3 é a menor densidade utilizada em peças de ferro. 
Se uma peça com densidade inferior a essa for sinterizada, suas propriedades 
mecânicas serão muito pobres, para aplicações práticas. Após esses valores de 
densidade, as pressões de compactação envolvidas sobem cada vez mais 
acentuadamente, causando consideráveis deformações plásticas entre as partículas 
e conseqüente atrito interno e contra as paredes da matriz. 
É obvio, do ponto de vista econômico, que não se deve levar a densidade a 
valores extremos. Já que isso acarreta rápido desgaste do ferramental. Na prática, 
em cerca de 90% dos casos, procura-se trabalhar na faixa de 5,7 a 6,8 g/cm3 para 
peças de ferro, conduzindo a processos bastante econômicos. 
Outro detalhe importante é chamada "zona neutra", que é a região onde as 
partículas de pó menos sofrem influência do processo mecânico da compactação. 
Em muitos casos, a localização da zona neutra inviabiliza a produção de uma peça 
em sinterizados. Em outros, como numa peça muito esbelta (grande altura em 
relação ao diâmetro ou a dimensão transversal), não se consegue, em torno dessa 
zona, grande compactação compatível com as outras regiões da peça, tornando-a 
inexeqüível. 
A sinterização é a etapa do processo de metalurgia do pó em que uma massa 
de partículas, na forma do compactado verde ou confinado em moldes, é aquecida 
mediante lenta passagem à temperatura abaixo do ponto de fusão do metal ou liga, 
levando em conta condições controladas de temperaturas, tempo de permanência, 
velocidade do aquecimento/resfriamento e atmosfera. 
Basicamente, a sinterização é um processo de estado sólido, 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. 
Em diversos casos, a temperatura de sinterização é suficientemente alta para 
fundir um ou mais componentes do material, caracterizando a chamada sinterização 
com fase líquida. Sob o ponto de vista de economia e funcionalidade do processo, o 
desejável é ter o produto sinterizado acabado após esta operação. Entretanto, 
quando certas características físicas e dimensionais não são atingidas, pode-se 
promover operações subseqüentes de recompressão, resinterização, infiltração com 
metais de mais baixo ponto de fusão, etc. 
Os efeitos da sinterização sobre as propriedades do produto final são muito 
importantes e seu conhecimento útil na sua correta aplicação funcional. 
A sinterização é comumente processada em fornos contínuos, caracterizados 
por três zonas de operação: pré-aquecimento, manutenção e resfriamento. 
OPERAÇÕES SECUNDÁRIAS 
Recompressão 
Dependendo da forma geométrica da peça da densidade, liga, etc., ela se 
deforma durante a sinterização. Nos casos em que essa deformação ultrapassa 
certo limite, há necessidade de uma operação adicional de recompressão para 
garantir tolerâncias apertadas, rugosidade, etc. A recompressão é uma operação 
similar à compressão, exceto que, ao invés do pó, há a compactação de uma peça 
já sinterizada. 
Infiltração 
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A infiltração é basicamente um processo de fechamento dos poros de peças 
(total ou parcialmente) de um esqueleto (compactado ou sinterizado) de baixa ou 
média densidade (5,6 até 6,8 g/cm3) com um metal ou liga do ponto da fusão mais 
baixo. 
0 método mais usado consiste na colocação de uma pastilha compactada do 
metal a ser infiltrado em contato com o esqueleto compactado ou pré-sinterizado e 
aquecendo-se acima do ponto de fusão do infiltrante e abaixo do ponto de fusão do 
esqueleto, o infiltrante se funde e este penetra no esqueleto por capilosidade 
preenchendo parcial ou totalmente os poros. 
A infiltração pode ser efetuada com o infiltrante e o esqueleto; somente 
compactados; e a infiltração e a sinterização ocorre simultaneamente ou o esqueleto 
já sinterizado e infiltrante compactado, e somente ocorre à infiltração; este último é o 
menos econômico, mas pode-se obter melhor resistência e ductilidade do que o 
primeiro. 
A infiltração pode ocorrer diretamente onde à pastilha está diretamente em 
contato com o esqueleto ou através de uma ponte de ligação entre o infiltrante e o 
esqueleto (infiltração indireta). A ponte de ligação é para evitar erosão ou adesão de 
resíduos indesejáveis, mas torna-se inviável devido à compactação da ponte de 
ligação, do infiltrante e do esqueleto. 
A infiltração dos metais tem como efeito a melhora das propriedades 
mecânicas, resistência à corrosão e usinabilidade, e também corno pré-tratamento 
para acabamento superficial como cromação,niquelação, e galvanização e tem 
como efeitos negativos a grande variação dimensional e custo elevado devido à 
compactação do infiltrante e alguns casos da ponte de ligação e do esqueleto. 
Condição fundamental para que a infiltração seja possível: 
• Temperatura de fusão do esqueleto mais alta do que a do infiltrante, para que 
o esqueleto se mantenha rígido durante o processo. 
• A solubilidade mútua deve ser limitada, para que o infiltrante flua para os 
poros e não seja totalmente absorvidos. 
• Não deve reagir mutuamente para evitar forrnação de uma nova fase que 
obstrua a infiltração. 
• Boa molhabilidade, para penetração uniforme nos poros. 
Os metais mais usados como infiltrante da metalurgia do pó são: o tálio, 
chumbo, estanho, mercúrio e cobre este último mais usado. Outra técnica usada na 
infiltração é mergulhar um compactado sinterizado, porém poroso, num material 
infiltrante liquefeito. 
A infiltração metálica é usada principalmente para aumentar a densidade e 
também utilizada para aumentar a produção de contatos elétricos de W-Cu, W-Ag, 
ou Mo-Cu e Mo-Ag. 
Impregnação 
Aproveita a porosidade da peça sinterizada para impregnar substâncias como 
óleos, graxas, impermeabilizantes, etc., evitando temporariamente a corrosão. 
Proteger contra a oxidação por impregnação com óleo, principalmente no caso de 
outras aplicações superficiais, metálicas ou sólidas, serem impraticáveis. 
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Existem três métodos básicos, que são o de banho quente e frio, o de banho 
parcial da peça e o método vácuo. 
O método de banho quente e frio é o mais comum. Por este método a peça é 
submetida a vários banhos consecutivos em diferentes temperaturas. Este método 
tem a intenção de remover as inclusões de ar pela variação conjunta pela 
viscosidade do óleo e da expansão (contração) do arco (nos poros) e no corpo 
sinterizado. 
No método de imersão rasa a peça é parcialmente submergida no óleo que 
penetra na peça por ação capilar. 0 método é efetivo, mas lento. Na parte superior 
da peça o ar sai na medida em que o óleo sobe, mas na parte submersa pode 
acontecer de bolhas de ar ficarem completamente fechadas pelo óleo. 
No método de vácuo as peças são colocadas numa câmara de vácuo onde, 
após retirado todo o ar da mesma, abre-se uma válvula quer permite a entrada de 
óleo que submerge totalmente às peças. Possui desvantagem em relação aos 
métodos dos banhos quente e frio, pois os componentes de baixa viscosidade do 
óleo vaporizam-se o deixando mais viscoso. O efeito de lavagem no primeiro método 
(movimentação do óleo para dentro e para fora) inexistente neste método (O óleo 
penetra de fora para dentro). 
Variáveis, na impregnação com óleo, a porosidade interligada é de 
importância relevante. Somente com todos os poros abertos (comunicante com a 
superfície) teremos uma impregnação completa. 
5. SINTERIZAÇÃO 
A sinterização consiste no aquecimento das peças comprimidas a 
temperaturas especificas, sempre abaixo do ponto de fusão do metal base da 
mistura, eventualmente acima do ponto de fusão do metal secundário da mistura, 
em condições controladas de velocidade de aquecimento, tempo a temperatura, 
velocidade de resfriamento e atmosfera do ambiente de aquecimento. 
Em alguns casos certas peças de metal duro entre outros se procede a uma 
sinterização prévia, a uma temperatura mais baixa com o objetivo de conferir a 
briquetes de compactadas condições de serem usinadas antes da sinterização final. 
Esta operação é denominada pré-sinterização. 
A temperatura ideal de sinterização é da ordem de 2/3 a 3/4 da temperatura 
de fusão da liga considerada. Basicamente a sinterização é um processo de estado 
sólido ocorrendo ligação química e metalurgia 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. 
Em diversos casos, a temperatura de sinterização é suficientemente alta para 
fundir um ou mais componentes do material, caracterizando a chamada sinterização 
com fase liquida. A sinterização em presença de fase líquida faz presente, por 
exemplo, na produção de buchas alto lubrificantes de bronze onde os pós principais 
de cobre (cerca de 90%) e estanho (cerca de 10%) são previamente misturados, na 
sinterização que é elevada a efeito aproximadamente a formação de estrutura 
cristalina típica do bronze. De qualquer modo a fase líquida presente não deve 
comparecer em quantidade tal que possa promover uma modificação sensível nas 
dimensões do compactado. 
A sinterização é comumente processada em fomos contínuos ou semi-
contínuos, caracterizado por 3 zonas de operação: 
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• Pré-aquecimento; 
• Manutenção; 
• Resfriamento. 
Basicamente existem 4 tipos de fornos: 
• Forno de Esteira (até 1150oC); 
• Forno Wakkingbean (até 1300oC); 
• Forno Pussher (até 1300oC); 
• Forno a vácuo (até 1350oC). 
FORNOS DE SINTERIZAÇÃO 
Os fornos de sinterização são a gás ou elétricos, por resistência ou indução 
(fornos a vácuo geralmente). Nos fornos a resistência, os elementos de 
aquecimento, em fios, ou barras, são de Ni-Cr para temperatura até 1150oC, de 
carboneto de cilício (Globar) até da temperatura da ordem de 1400oC, de molibdênio 
ou tungstênio, até temperatura da ordem de 1550oC (neste caso, exigindo a 
atmosfera protetora redutora de hidrogênio). 
Os fornos de sinterização trabalham normalmente com atmosfera protetora 
com objetivo de evitar a oxidação das peças e reduzir os eventuais óxidos contidos 
nos pós e que poderiam prejudicar o grau de sinterização. 
6. TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS 
As peças sinterizadas de ferro são tratadas para obter aumento de resistência 
a tração ao desgaste, dureza, ou uma combinação entre elas. Os tratamentos usuais 
a que podem ser submetidas as peças sinterizadas incluem a têmpera, cementação, 
carbonitretação, nitretação e tratamento a vapor. A seleção do tratamento a ser feito 
depende basicamente da aplicação e da densidade da peça. 
TÊMPERA 
Toda peça sinterizada, como as forjadas, deveriam ser temperadas 
imediatamente após arrefecer. A têmpera é efetuada de forma similar dos aços 
convencionais, tendo como ressalva o tipo de atmosfera protetora, evitando-se o 
banho de sal que tende a provocar corrosão pela retenção do sal nos poros da peça. 
Pelo mesmo motivo, é recomendável o uso de um óleo de arrefecimento rápido, com 
boa circulação. Para se evitar uma distorção muito acentuada, pode-se aumentar a 
temperatura do óleo até níveis em torno de 150 oC ou 300 oF. 
CEMENTAÇÃO 
Peças sinterizadas com baixo teor de carbono (0,1 a 0,2%) podem ser 
sementadas por cementos convencionais ou gasosos. Os cementos líquidos não 
são recomendados, por causa da dificuldade de lavar a peça, isentando-as do sal. 
Os cementos sólidos, por motivos econômicos não são utilizados em peças 
sinterizadas pequenas, produzidas em grandes quantidades. Os cementos gasosos 
são mais recomendáveis entretanto, para que seja bem sucedida, a densidade bem 
como a precisão de composição devem ser conhecidas. 
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Para se ter uma peça cementada com razoável homogeneidade de camada e 
dureza é necessário uma densidade mínima de 7,2 g/cm3. 
CARBONITRETAÇÃO 
É uma forma modificada de cementação que consiste na introdução de 
amônia na atmosfera gasosa. O nitrogênio contido na amônia difunde na superfície 
da peça, simultaneamente, com o carbono, e abaixa a velocidade critica do 
resfriamento. 
A carbonitretação é feita com temperatura mais baixa (pelo menos 55 oC ou 
100 oF) e tempo mais curto (meia hora ou mais) do que a cementação. A baixa taxa 
de difusão que ocorre nestas temperaturas permitem um controle melhor da camada 
e da dureza. 
A alta taxa de penetração do carbono e nitrogênio que ocorre como um 
resultado da porosidade para peças sinterizadas,feitas na sociedade americana 
para teste de materias (ASTN) B-310, classe A - pó de ferro. 
NITRETAÇÃO 
Diferente da carbonitretação principalmente naquela em que a temperatura 
usada é completamente dentro do campo fase ferrítica (cerca de 750 oC). As 
condições atmosféricas podem variar, dependendo do processo especifico. Em um 
processo próprio, a atmosfera é formado por quantidade do amônia e gás 
endotérmico associação americana do gás (AGA) tipo 302. Em um outro processo, 
uma atmosfera típica consiste de 35% do amônia e 65% do gás exotérmico (AGA) 
tipo 301, nominalmente 97% de nitrogênio o qual pode ser enriquecido com gás 
hidrocarbônico assim como metano ou propano. 
0 ciclo do tempo para nitretação gasosa geralmente alcança de 1 até 5 horas. 
Contudo o ciclo do tempo não passa mais que uma hora, geralmente é 
recomendado para peças sinterizadas por causa da profunda penetração dos gases 
carbonizantes. 
TRATAMENTO À VAPOR 
As propriedades físicas das peças de ferro sinterizadas podem ser 
melhoradas por este processo, que consiste em envolver uma camada superficial e 
interporos de um óxido azul cinzento aderente. Isto é feito expondo e as peças 
sinterizadas a uma atmosfera de vapor superaquecido em um forno tipo poço com 
temperaturas aproximadas de 430 oC a 590 oC e a uma pressão de 
aproximadamente de 1000mm c.a = 0,1bar. 
E um processo limpo, seguro e eficiente em termos de custo em que o 
resultado é um aumento de dureza e densidade, maior resistência a compressão, 
melhora na resistência a corrosão e ao desgaste, mais o fechamento quase total dos 
poros. 
Em peças de baixa e média densidade a camada de óxido se forma em toda 
extensão da peça e nos poros intercomunicantes. Como a dureza de óxido em si 
torno de 50 HCR, a dureza aparente da peça aumenta. 
A resistência a compressão de uma peça de baixa e média densidade pode 
ser aumentada de 25% a 40%. O óxido formado nos poros ajuda a ligação entre as 
partículas aumentando a resistência ao desligamento. 
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O óxido envolve a peça externa e internamente, protegendo-a de ferrugem e 
de outros meios corrosivos. Finalmente, existe a vantagem do fechamento dos poros 
por um custo mais baixo que a infiltração de cobre ou resma. O tratamento a vapor é 
o meio simples efetivo e barato de se obter mais das peças sinterizadas. 
7. ACABAMENTO 
Devido ao tamanho médio relativamente reduzidas juntamente com os 
formatos complexos das peças requer um procedimento e precauções especiais, 
diferentes dos fundidos e usinados. Considerando-se as propriedades inerente da 
peça do pó demanda considerações especiais em cerca de todas as operações 
secundárias, principalmente limpeza e rebarbação. 
As rebarbas são formadas nas junções de ferramentas, no diâmetro externo, 
furos ou superfícies paralelas a direção de compactação. Para retirar as rebarbas 
indesejáveis e as superfícies da peça, o jateamento com granalhas de aço é muito 
usada, isto é feito em máquinas especiais onde as peças ficam girando enquanto um 
jato de granalha é propulsionado sobre ela. Além de retirar as rebarbas a um 
pequeno aumento quanto a resistência a corrosão, pela formação de tensão a 
compressão na superfície da peça. 
Um outro processo é o tamboreamento, um tanto mais caro que o jateamento. 
Além disso devemos tomar alguns cuidados para não danificar os cantos vivos das 
peças e dentes das engrenagens. Um tamboreamento é feito em tambores rotativos 
ou vibratórios, utilizando-se abrasivos sólidos em suspensão meio líquido. 
Esse processo é muito usado para arredondamento dos cantos e retirar 
rebarbas, porém deve-se tomar cuidados. Um dos cuidados é a escolha correta dos 
caipes ou pedras tanto no que se refere a tipo de material como no tamanho e forma 
Como normalmente neste processo o líquido utilizado é a água e contém abrasivos 
a peça tende a oxidar-se rapidamente, pois o líquido penetra nos poros no decorrer 
do processo. Para evitar este problema é importante secar a peça e proteger em 
óleo. Deve-se evitar tempos longos tanto no tamboreamento, como no jateamento, 
já que acaba prejudicando as peças mais frágeis e aumenta a probabilidade de 
batidas entre as peças. 
8. ACABAMENTO SUPERFICIAL 
0 acabamento superficial de peças sinterizadas pode ser considerado bom se 
comparado as usinadas, micro-fundidas ou forjadas. Entretanto devido as 
particularidades do processo, apresenta características diferentes em termos de 
rugosidade superficial. 
9. OPERAÇÕES DE USINAGEM 
A usinagem de peças sinterizadas é comum, especialmente, quando existirem 
configurações geométricas impossíveis de serem obtidas diretamente do processo 
de compactação, como, por exemplo, furos transversais, sangrias, roscas, e 
entrâncias transversais internas ou externas, etc. 
Velocidade e avanços para peças e alta densidade (cerca de 92% da 
densidade teórica do metal ) são praticamente os mesmos que para o metal fundido. 
Há entretanto necessidade de alguns ajustes quando se usinam peças de baixa e 
média densidade. 
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Deve-se tomar cuidado na usinagem de superfícies que vão atuar em contato 
com eixos, nos casos de peças auto-lubrificantes, já que há perigo de se "fechar" a 
porosidade nestas áreas. Os óleos de corte utilizados devem estar bem limpos, já 
que peças porosas tem tendência a reter sujeiras. 
TORNEAMENTO 
Para evitar o "esmagamento" das partículas no torneamento, deve-se usinar a 
peça a baixas velocidades de corte, pequeno avanço e ferramentas muito bem 
afiadas. 
FRESAGEM 
Podem-se utilizar fresas de aço-rápido ou metal duro. 
FURAÇÃO E ROSQUEAMENTO 
Em geral, velocidades e avanços para materiais sinterizados são um pouco 
menores (80% a 85%) das utilizadas para os metais fundidos. Quando se torna 
necessário abrir furos na mesma direção da compressão, pode-se já fabricar a peça 
com chanfro para guiar e facilitar a operação. Roscas internas ou externas são 
executadas da mesma forma que para uma peça convencional. Uma das vantagens 
da metalurgia do pó é a possibilidade da execução de um (alivio), para prevenir 
rebarbas na furação e rosqueamento, construindo sem problemas na própria 
fabricação da peça. 
RETÍFICA 
As operações de retífica são muito similares que as convencionais. 
Entretanto, deve-se evitar ao máximo a retificação de superfícies que necessitam ser 
auto-lubrificantes, já que partículas abrasivas podem ficar retidas nos poros 
diminuindo acentuadamente a vida do equipamento. Se essa operação for 
absolutamente necessária, deve-se proceder a uma limpeza ultra sônica posterior. 
Os líquidos refrigerantes usados devem estar bem limpos e conter inibidores 
de corrosão. Placa magnéticas, normalmente utilizadas em retificas planas não 
funcionam adequadamente para peças ferrosas de baixa densidade. 
REBARBAÇÃO 
A rebarbação é feita pelos métodos usuais, tomando-se, entretanto, 
determinadas precauções: deve-se adicionar inibidores de corrosão a água e, após 
o tamboreamento as peças devem ser imediatamente secas. Pode-se utilizar calor 
para acelerar a evaporação da água contida nos poros das peças. 
10. PEÇAS SINTERIZADAS 
A metalurgia do pó permite a produção seriada de peças simples ou 
complexas com a mesma facilidade. Normalmente, a produção de peças 
sinterizadas está associada a altos volumes de produção, quando então o custo do 
ferramental é diluído a valores que o tornem economicamente viável. A medida em 
AT 411 Processos de Corte 04/agosto/2006 
que a geometria da peça se torna mais complexa, entretanto, pode-se trabalhar 
economicamente com lotes mais baixos, pois muitos custos de usinagem são 
eliminados ou grandemente reduzidos. 
11. FILTROS 
Uma das primeiras aplicações práticas da técnica da metalurgia do pó é a 
fabricação de filtros sinterizados. Esses elementos filtrantes são superposições de 
monocamadas de partículas esféricas ou arredondadas de pós metálicos.Esta 
superposição resulta em malhas que se interceptam e constituem os poros. O 
volume de poros nestes filtros pode representar até 60% do volume total. 
APLICAÇÕES 
Os filtros sinterizados encontram ampla gama de emprego nas atividades 
industriais onde se requeiram resistências mecânicas, química e a temperaturas 
elevadas. Entre essas aplicações, podem-se citar: filtração de gases a líquidos; 
filtração de óleos combustíveis e minerais; filtração de água e ar; separação de água 
de ar comprimido; abafadores de ruído; estrangulamento de líquidos e gases; 
contra-chamas; difusores. 
PROPRIEDADES DE RETENÇÃO 
Os filtros de bronze, sinterizados apresentam características físicas bastante 
definidas em função do tamanho médio das partículas de pó.