reciclagem de cavacos do aço SAE 1020

Prévia do material em texto

2
ANSELMO MARIANO DE SOUZA JUNIOR 
ENRIQUE DA SILVA DUTRA
HAYSLAN DA VITÓRIA
RAFAEL NASCIMENTO CREMASCO
TIAGO CABRAL
	
PROCESSO DE RECICLAGEM DE CAVACO INDUSTRIAL DO AÇO 1020
Trabalho Da disciplina Projeto Integrador II - Centro Universitário Salesiano, como requisito obrigatório para obtenção da conclusão da disciplina dos cursos de Engenharias.
Orientador(a): Prof(a). MSc. Flávio Lúcio Santos de Carvalho
VITÓRIA
2020
RESUMO
O descarte de resíduos industriais geralmente significa a perda de grande parte da matéria prima, isso se deve ao fato da maioria das empresas eliminarem estes resíduos sem nenhuma reciclagem. Este descarte varia de acordo com o processo de produção industrial o que gera grande variedade de resíduos sólidos, líquidos e gasosos. 
Um destes resíduos é o cavaco, oriundo do processo de usinagem que, ao ser refundido, pode ser reutilizado para fazer itens metálicos ou ferramentas que não necessitam de alta qualidade na composição do metal. Entretanto a fundição deste cavaco além de ser caro, pode custar a perda das propriedades do metal refundido. Com isto o projeto busca solucionar a deficiência do reaproveitamento do cavaco, sugerindo maneiras de remanejamento, obtendo assim uma forma de reciclagem que concilia a preservação ambiental com uma nova fonte de lucro. 
Através da metalurgia do pó que consiste na recuperação através da compactação de cavaco moído seguida da sinterização, ou seja, o aquecimento do pó compactado abaixo do ponto de fusão do material. Assim o processo de reciclagem passa a ser feito com um menor custo de fabricação tornando-se muito favorável para a indústria de fabricação de componentes metálicos. 
Por conseguinte, o processo torna-se viável pela gama de estudos envolvendo a fabricação via metalurgia do pó, assegurando a confiabilidade do processo que com apenas de alguns ajustes possui grande potencial na área da produção de componentes metálicos. 
Palavras-chave: Reciclagem, cavaco, indústria.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Passo a Passo da dureza Rockwell	6
Figura 2 - Manômetro de definição da dureza	7
Figura 3 - Diagrama de Equilíbrio das ligas de ferro-carbono	8
Figura 4 - Composição Química	9
Figura 5 - Polia de aço SAE 1020	9
Figura 6 - Chapas de aço SAE 1020	10
Figura 7 - flange de Aço SAE 1020	10
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	1
1.1	APRESENTAÇÃO DO TEMA	1
1.2	PROBLEMA	1
1.3	OBJETIVO GERAL	1
1.4	OBJETIVOS ESPECÍFICOS	2
2	REFERENCIAL TEÓRICO	2
2.1	Classificação do Aços	2
2.2	Propriedades do Aço 1020	2
2.2.1	Usinabilidade	3
2.2.2	Dureza e tenacidade	3
2.2.3	Soldabilidade	3
2.2.4	Ductilidade	3
2.3	Ensaios No Aço SAE 1020	3
2.3.1	ENSAIO DE DUREZA	4
2.4	A descoberta do Aço	7
2.5	Composição química do aço SAE 1020	9
2.6	Aplicações	9
2.7	METALURGIA DO PÓ	10
2.8	FASES DA METALURGIA DO PÓ	11
2.9	MISTURA E HOMOGENEIZAÇÃO	12
2.10	FORJAMENTO ATRAVÉS DE MATRIZ	12
2.11	COMPACTAÇÃO	13
2.12	SINTERIZAÇÃO	14
3	METODOLOGIA	15
4	RESULTADOS E DISCUSSÃO DA PESQUISA	19
5	CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS	20
6	REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS	21
INTRODUÇÃO
APRESENTAÇÃO DO TEMA
A indústria de metalmecânica é uma das bases para a sociedade moderna, e possui elevada demanda serviço, por isso o aproveitamento da maioria dos processos presentes neste meio industrial é imprescindível para o meio, com isto a ideia do reaproveitamento da matéria prima principal da metalmecânica, o aço surge. Especificamente falando de aço SAE 1020 este projeto visa apresentar uma forma de reaproveitamento e realocação de cavacos deste aço via metalurgia do pó. Como forma de aderir uma nova fonte de lucro com os resíduos gerados do processo de fabricação dos bens de metalmecânica e uma alternativa a reciclagem que impactaria positivamente no meio ambiente
PROBLEMA
O “Lixo” industrial são os resíduos proveniente das indústrias, o pó de ferro, pó de minério e cavaco são apenas alguns exemplos destes resíduos que todos os dias são descartados de indústrias de metalmecânica com aproveitamento nulo. Tais resíduos são descartados de maneira não consciente por várias indústrias brasileiras. Este descarte varia de acordo com o processo de produção industrial o que gera grande variedade de resíduos sólidos, líquidos e gasosos. Diferentes são as indústrias e os processos por elas utilizados e assim os dejetos resultantes. Concomitantemente alguns destes resíduos podem ser reutilizados ou reaproveitados podendo gerar desta forma um meio eficiente e lucrativo de sustentabilidade ambiental.
OBJETIVO GERAL
Melhorar a captação e a reutilização do cavaco de aço SAE 1020 gerados pela indústria de Metalmecânica, disponibilizando uma cadeia logística para os resíduos com o desenvolvimento de produtos que não necessitam de uma qualificação normalizada rigorosa ao utilizar materiais que seriam destinados para o descarte industrial, visando o aproveitamento dos resíduos gerando economia energética e a sustentação ambiental.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Viabilizar a reciclagem de do cavaco industrial do aço SAE 1020
· Disponibilizar uma matriz energética gerada pela reutilização de cavacos
· Minimizar a quantidade de resíduos industriais descartados no meio ambiente
REFERENCIAL TEÓRICO
Classificação do Aços
A fundamentação teórica se baseia nas propriedades adquiridas pelo aço 1020 que viabilizará ou não o projeto. Desde sua formação o aço possui características propriedades, físicas ou químicas que são alteradas de acordo com seu refinamento. A classificação dos aços caracteriza as qualidades de cada aço, através da porcentagem de carbono em sua composição é possível qualificar suas propriedades tais quais a dureza, tenacidade entre outros.
De acordo com as normas de classificação SAE, que é uma das mais utilizadas no mercado brasileiro para a classificação dos aços, os aços são classificados de acordo com sua composição química. 
· O primeiro dígito indica a classe do aço, exemplo: o aço 1020, o primeiro dígito indica que ele é um aço carbono; 
· O segundo dígito indica a variação nos teores dos elementos de liga.
· O terceiro e o quarto dígitos indicam o teor de carbono no material, exemplo: no aço 1020, o terceiro e o quarto dígitos indicam que o teor médio de carbono vai de 0,18% a 0,23%.
Propriedades do Aço 1020
Comumente conhecido como aço-carbono comum o aço SAE 1020 é amplamente utilizado por suas características que o classifica como um aço carbono baixo que consequentemente possui propriedades que facilitam sua soldabilidade e forjabilidade além de ter uma baixa resistência mecânica baixa tenacidade e usinabilidade que serão abordadas nos tópicos seguintes. 
Usinabilidade
A boa usinabilidade é a propriedade do aço 1020 que permite a facilidade com que o material pode ser cortado, torneado, fresado ou furado sem prejuízo de suas propriedades mecânicas. A usinabilidade é o indicador da capacidade dos materiais de se deixarem usinar, e o seu conhecimento é importante na escolha dos materiais a serem usinados na indústria.
Dureza e tenacidade
Dureza é a resistência de um corpo ou um objeto ao ser riscado e tenacidade é a resistência do mesmo ao choque térmico, ou seja, quanto mais difícil de quebrar, mais tenacidade possui um objeto, o aço 1020 possui tais propriedades baixas o tornando maleável e fácil de ser trabalhado em processos de usinagem.
Soldabilidade 
Soldabilidade boa  é a facilidade que os metais ou outros materiais têm de se unirem por meio da soldagem e de formarem uma série contínua e sólida, sem alterar as propriedades mecânicas dos materiais originais.
Ductilidade
 A alta ductilidade é a propriedade que apresentam alguns metais e ligas metálicas quando estão sob a ação de uma força, podendo estirar-se sem romper-se, transformando-se num fio. Os metais que apresentam esta propriedade são denominados dúcteis.
ESCOLHA DO AÇO SAE 1020
O aço sem dúvidas é um dos materiais metálicos mais versáteis e possui uma gama de variabilidades que lhe confere diferentes aspectos e propriedades especificas para cada trabalho, seja por meio de tratamentos térmicos ou não o aço se mostra extremamente utilizadona indústria. 
Tendo isso em mente a escolha do material utilizado é muito importante pois isso irá determinar o trabalho que será preciso para alcançar o objetivo do projeto. Entretanto ao falar de reciclagem em industrias de metalmecânica é óbvio a escolha de um metálico para o projeto pois seu uso dentro da indústria é muito superior que o de outros materiais como os polímeros por exemplo. Contudo a escolha de um material do tipo metálico é somente a primeira etapa do processo de escolhas. Pois inseridos na classificação de metálicos existem diversos tipos de materiais, que mesmo relativamente mais fáceis do de outros de trabalhar, tudo depende do objetivo final do grupo.
Considerando que o objetivo do grupo seja a reciclagem de um material amplamente utilizado na indústria de metalmecânica, que apresente uma forma relativamente barata de processo para que, a empresa possa vir a gerar lucro com o refugo de um processo rotineiro, é preciso primeiramente ponderar algumas características para a escolha de material. Nos próximos tópicos serão exibidos os materiais cogitados para a utilização neste projeto e a justificativa para a utilização do aço SAE 1020.
FERRO FUNDIDO NODULAR
O alumínio é um material não ferroso amplamente utilizado na indústria que na temperatura ambiente é sólido, é o elemento metálico mais abundante da crosta terrestre. O alumínio é um metal leve, macio, porém relativamente resistente, de aspecto metálico branco, que tem um revestimento fino de um óxido. Esse óxido é não reativo e muito aderente e protege o alumínio de corrosão.
 
Ensaios No Aço SAE 1020
O aço 1020 é considerado um aço macio e maleável devido sua composição com baixo teor de carbono. Tal característica permite boa forjabilidade e usinabilidade, que são características importantes para o manuseio e uso na metalurgia, porém em termos de resistência mecânica o aço 1020 possui pouca vantagem, pois sua baixa composição de carbono diminui a resistência a tração, compressão, torção entre outros. Devido a isto geralmente são feitos ensaios mecânicos para comprovar as propriedades mecânicas descritas nas especificações do produto para verificar qual aço deverá ser utilizado num determinado serviço, com isso para trabalhos que exijam mais resistência são escolhidos outros aços tais como aços ferramenta que possuem alta tenacidade e resistência mecânica. Entretanto para a este projeto se torna mais importante a analise do ensaio de dureza que visa compreender e analisar a resistência mecânica e a resistência a penetração de um material, os tópicos seguintes abordarão a maneira de aplicação dos ensaios de dureza comumente realizados.
ENSAIO DE DUREZA 
O ensaio de dureza por penetração busca determinar a resistência de um material a ser penetrado e desgastado, também está associado a resistência a abrasão, flexão ou corte, existem três tipos diferentes de ensaios de dureza sendo eles, ensaio de Brinell, Vickers e Rockwell
· Dureza Brinell, que se comprime lentamente uma esfera de aço temperado sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal, por meio de uma carga, durante certo tempo, produzindo uma calota esférica.
O método de teste de dureza Brinell consiste em endentar o material com uma esfera de aço endurecido ou metal duro com 10 mm de diâmetro com uma carga de 3000 kg. Para materiais mais moles a carga pode ser reduzida para 1500 kg ou 500 kg para reduzir endentação excessiva. A carga total é normalmente aplicada por 10 ou 15 segundos no caso de ferro fundido ou aço, e pelo menos durante 30 segundos para outros metais.
· Dureza Vickers, da qual, método leva-se em conta a relação ideal entre o diâmetro da esfera do penetrador Brinell e o diâmetro da calota esférica obtida, utilizando ainda outro tipo de penetrador, que possibilita medir qualquer valor de dureza, incluindo desde os materiais mais duros até os mais moles.
É um método semelhante ao ensaio de dureza Brinell, já que relaciona carga aplicada com a área superficial da impressão. O penetrador padronizado é uma pirâmide de diamante de base quadrada e com ângulo de 136° entre faces opostas. Esse ângulo foi escolhido em função de sua proximidade com o ângulo formado no ensaio Brinell entre duas linhas tangentes às bordas da impressão e que partem do fundo desta impressão.
E por fim Dureza Rockwell, este método de ensaio apresenta algumas vantagens em relação ensaio de dureza Brinell, pois permite avaliar a dureza de metais diversos, desde os mais moles até os mais duros.
Esse tipo de ensaio de dureza utiliza-se da profundidade da impressão causada por um penetrador sob a ação de uma carga, como indicador da medida de dureza, e não há relação com a área da impressão, como no caso da Brinell.
A dureza Rockwell pode ser classificada como comum ou superficial, dependendo do penetrador e da pré-carga e cargas aplicadas.
Neste método, a carga do ensaio é aplicada em etapas, ou seja, primeiro se aplica uma pré-carga, para garantir um contato firme entre o penetrador e o material ensaiado, e depois aplica-se a carga do ensaio propriamente dita. A leitura do grau de dureza é feita diretamente num mostrador acoplado à máquina de ensaio, de acordo com uma escala predeterminada, adequada à faixa de dureza do material.
Ainda com a pré-carga aplicada, uma segunda carga é introduzida, aumentando a penetração. Atingido novamente o equilíbrio a carga é removida, mantendo-se a pré-carga. A remoção da carga provoca uma recuperação parcial, reduzindo a profundidade da penetração. O aumento permanente na profundidade da penetração resultante da aplicação e remoção da carga é usado para calcular o valor da dureza Rockwell.
Figura 1 - Passo a Passo da dureza Rockwell
Quando se utiliza o penetrador cônico de diamante, deve-se fazer a leitura do resultado na escala externa do mostrador, de cor preta. Ao se usar o penetrador esférico, faz se a leitura do resultado na escala vermelha. Nos equipamentos com mostrador digital, uma vez fixada a escala a ser usada, o valor é dado diretamente na escala determinada.
Figura 2 - Manômetro de definição da dureza
O valor indicado na escala do mostrador é o valor da dureza Rockwell. Este valor corresponde à profundidade alcançada pelo penetrador, subtraídas a recuperação elástica do material, após a retirada da carga maior, e a profundidade decorrente da aplicação da pré-carga. Em outras palavras: a profundidade da impressão produzida pela carga maior é a base de medida do ensaio Rockwell.
A descoberta do Aço
Acredita-se que o primeiro uso do aço foi a quatro mil anos quando os primeiros artefatos eram fabricados com pedaços de meteoritos feitos de ligas de ferro encontrados pelo homem esporadicamente. Estes pedaços eram martelados para a obtenção de pequenos objetos, placas e utensílios. Desde então os produtos de ferro fabricados por este processo ficaram conhecidos como produtos siderúrgicos.
Na Alemanha, em 1400, os primeiros Altos-fornos foram construídos que possibilitariam trabalhar com grandes quantidades de ferro devido a seu grande porte e trabalhando com o carvão mineral processado conhecido por coque, o combustível dos alto-fornos que produziam o Fero-gusa, (ferro liquido com auto teor de carbono) que depois passaria por um processo de refino metalúrgico onde dissolvendo oxigênio no metal de modo a oxidar impurezas que, no caso do aço, são especialmente: o carbono e o fósforo. Como a solubilidade do oxigênio no aço líquido é de 0,16 %, mas, no aço sólido, é tão somente 0,003%, é necessário reduzir a concentração de oxigênio (desoxidar) antes de solidificar o aço refinado, a fim de evitar a precipitação de grandes quantidades de FeO ou o surgimento de porosidades (bolhas) no material sólido. Isso é feito com a adição de desoxidantes ao metal como Al, Si e Mn. Obtendo assim após tal processo o aço com teor de carbono entre 0,008% e 2,11% como conhecemos hoje. Aços Baixo, Médio e Alto Carbono 
As características do aço estão inteiramente ligadas à quantidade de carbono presente em sua composição, tal quantidade separa eclassifica as utilidades e aplicações do aço, para a devida separação de tipos de aço existe um diagrama de classificação aço-carbono em relação a porcentagem de carbono incorporado em sua composição, chamado diagrama de equilíbrio da ligas de ferro-carbono que separa e classifica os aços e ferro fundido
Figura 3 - Diagrama de Equilíbrio das ligas de ferro-carbono
O diagrama indica que entre 0,008% a 2,11% de carbono constituem-se os aços e de 2,11% até 5% constituem os diversos tipos de ferro fundido. Entre 0,008% e 2,11% é classificado entre baixo, médio e alto carbono sendo, baixo entre 0,008% e 0,30% que possuem resistência e dureza baixas, mas tenacidade e ductilidade altas. Já os médios carbonos estão entre 0,30% a 0,60% possuindo maior resistência e dureza e menor tenacidade e ductilidade do que o baixo carbono. Em contra partida os aços com alto teor de carbono estão entre 0,60% e 2,11% e são os de maior resistência e dureza. 
Composição química do aço SAE 1020
A composição química do aço SAE 1020 constitui-se em carbono, Ferro, manganês e silício e alguns outros elementos de resíduo que fazem parte do processo de fabricação. A tabela a seguir demonstra a composição química em concentração (%) do aço SAE 1020.
Figura 4 - Composição Química
Aplicações
Por ser um aço fácil de trabalhar o SAE 1020 é muito utilizado na área industrial que são utilizados em componentes mecânicos de uso como engrenagens, eixos, virabrequins, eixos-comando, pinos-guia, anéis de engrenagem, colunas, catracas, capas. 
Figura 5 - Polia de aço SAE 1020
Figura 6 - Chapas de aço SAE 1020
Figura 7 - flange de Aço SAE 1020
METALURGIA DO PÓ
A metalurgia do pó baseia se no aquecimento do pó sobre condições controladas de temperatura abaixo do ponto de fusão com o intuito de promover a ligação metalúrgica entre as partículas do material. Esse aquecimento é comumente chamado de sinterização e sobre as devidas condições tem a total capacidade de agregar a propriedades físicas desejadas. Concomitantemente é possível aderir outras fases durante o processo caso queira valores rigorosos de resistência mecânica acabamento, tolerância dimensional entre outros. (BRITO. ,MEDEIROS e LOURENÇO, 2007)
A metalurgia do pó distingue-se de outras formas convencionais pela ausência da fase liquida (fusão) devido a utilização de temperaturas abaixo do ponto de fusão, assim prevenindo a perda de componentes da liga ou de átomos da composição do material.
Também se destaca pela produção de formas definitivas ou pré-definitivas geralmente sem necessidade de operações de usinagem posteriores ou de acabamentos excessivos. E na produção de componentes com exigências estruturais impossíveis de se obter em processos convencionais de metalurgia (CHIAVERINI, 2001).
Peças produzidas por meio de metalurgia do pó possuem certas porosidades que podem ser controladas através de fatores essenciais tais como a pressão de compactação na primeira fase do processo, temperatura de sinterização e tempo de sinterização, também podem ser controlados os tamanhos e formas dos grãos em partículas do pó.
Essas porosidades possibilitam a fabricação de componentes que necessitam deste aspecto em sua estrutura, como no caso da peça sugerida pelo grupo, o mancal autolubrificante.
FASES DA METALURGIA DO PÓ
A Metalurgia do Pó pode ser dividida em duas partes: sendo a primeira moldagem ou compactação e a segunda aquecimento ou sinterização. Durante a compactação aplica-se uma certa quantidade controlada de pressão nos pós, por intermédio de punções, no interior de uma matriz com cavidades que normalmente correspondem à forma e dimensões finas das peças, tais como um molde para peça final que por fim resulta na denominada compactação a verde. Logo após a sinterização pode ser definida como um processo físico, termicamente ativado, que faz com que um conjunto de partículas de determinado material, inicialmente em contato mútuo, adquira resistência mecânica. (DELFORGE, D. Y. M., ET AL, 2007)
A base para a metalurgia do pó é a matéria prima utilizada, principalmente referindo-se a uniformidade dos materiais utilizados no processo, com isto é necessário o devido conhecimento das determinadas composições do material e o total entendimento e controle em sua maior profundidade.
A forma e o tamanho das partículas também são importantíssimos para o processo pois para a sinterização ser bem sucedida é importante a homogeneidade da distribuição e tamanhos dos grãos.
O processamento mecânico é um ótimo processo de fabricação de pós uniformemente distribuídos. Tendo como objetivo a redução do tamanho da partícula modificando a forma e diminuindo a aglomeração do pó. A moagem tem como princípio, provocar um choque entre o material e uma massa dura, tais como tambores rotativos contendo bolas metálicas ou cerâmicas resistentes ao desgaste. O material colocado dentro do tambor é mantido com velocidade de rotação controlada afim de manter também o controle do movimento entre o material e as bolas (CHIAVERINI, 2001).
MISTURA E HOMOGENEIZAÇÃO
 Essas operações visam aumenta o contato entre as partículas, dependendo da forma e tamanho das mesmas. Com isso, quanto maior a uniformidade do tamanho das partículas do material mais eficiente será a homogeneização. Por outro lado, partículas maiores têm uma grande possibilidade de segregar. Por tanto, é recomendado à eliminação dessas partículas maiores. (CHIAVERINI, 2001) 
A homogeneização deve assegurar um pó uniforme para uma melhor compactação, evitando-se a segregação. A homogeneização serviu para alterar a densidade aparente ou a velocidade de escoamento do pó, pois durante a operação ocorre uma redução do tamanho das partículas, um arredondamento da forma e certo amaciamento da superfície.
FORJAMENTO ATRAVÉS DE MATRIZ
Fabricação de mancais pelo método de forjamento mecânico em matriz fechada o material é conformado entre duas metades de matriz que possuem impressões com o formato que se deseja obter a peça. A deformação ocorre sob alta pressão em uma cavidade fechada ou semifechada, permitindo obter peças com tolerâncias dimensionais ajustadas no molde pré-definido.
Dada a dificuldade de dimensionar a quantidade exata fornecida de material, é mais comum empregar um pequeno excesso. As matrizes são providas de uma zona oca especial para recolher o material excedente ao término do preenchimento da cavidade principal. O material excedente forma uma faixa estreita (rebarba) em torno da peça forjada. A rebarba exige uma operação posterior de corte (rebarbas) para remoção.
Neste processo, um tarugo é conformado (a quente) em matrizes (normalmente bipartidas) de modo que o fluxo de metal na cavidade da matriz seja restrito. O excesso de material é extrudado através de uma folga estreita e aparece como um rebarba ao longo de todo o contorno do componente na divisão do estampo e sendo reaproveitada novamente no processo.
COMPACTAÇÃO
A primeira faz de consolidação da metalurgia do pó é a compactação. Seus objetivos estarão dispostos a seguir.
· Conformar o pó na forma desejada;
· Conferir as dimensões finais, levando em conta as possíveis alterações dimensionais após a sinterização;
· Conferir adequada densidade à verde ao compactado;
· Conferir a resistência mecânica para o manuseio da peça;
· Proporciona um melhor contato entre as partículas do pó para uma sinterização eficiente.
A compactação é feita a partir da aplicação de uma pressão no material, a compactação rígida, como é chamada o tipo comumente utilizado neste processo implica na pressão unidirecional de ação única ou dupla. A seguir é mostrado a esquematização da compactação. 
Pode-se dividir a compactação rígida em três estágios, a re-amontoação das partículas para a eliminação dos vazios. Em segundo a deformação plástica das partículas que dependerá da ductilidade do pó, sendo o aço 1020 sua ductilidade é alta e, portanto, a deformação será mais profunda. Além da porosidade que em materiais porosos predomina-se a característica de baixa compressibilidade. No último estágio as partículasde pó ficam frágeis devido ao encruamento e quebram formando fragmentos maiores, que ajudarão a junção do material na fase de sinterização.
SINTERIZAÇÃO
Sendo a última fase da metalurgia do pó a sinterização também é uma das mais importantes e delicadas fases pois é neste momento que se concretiza a consolidação dos pós metálicos dando fim ao processo de metalurgia do pó.
O processo de sinterização consiste na exposição do material a uma temperatura de 2/3 a ¾ da temperatura de fusão da liga. Para evitar a perda de componentes da liga de aço é preciso o uso das chamadas, atmosferas protetoras, que tem a finalidade de proporcionar um equilíbrio durante o processo, impedindo a perda de elementos de liga.
Esta etapa pode ser considerada simples, pois com o maquinário adequado (fornos, atmosferas protetoras e instrumentos de medição e controle) torna-se fácil sua execução. Contudo uma série de fatores afetam os resultados finais e por isso tal processo exige um rigoroso conhecimento e controle de todas as variáveis, tais como a natureza do pó os característicos das misturas compactada a verde a porosidade densidade e resistência.
A mistura pode ser de um único metal ou de uma liga tal qual o aço 1020 que pertence aos metais ferro-carbono.
A teoria da sinterização afirma que existem vários fenômenos durante o processo eles são divididos em algumas etapas.
· A primeira etapa deste processo é a ligação das partículas com formação de pescoço, com o aquecimento do material ocorre um contato entre as partículas adjacentes devido à difusão dos átomos que eleva o desenvolvimento de contornos de grão. Esse desenvolvimento proporciona ao material um elevado grau de coesão, mas não causa qualquer alteração dimensional.
· Durante a segunda fase ocorre o crescimento do tamanho do grão resultando em nova partícula. Neste período ocorre a maior parte da retração. 
· Na última etapa ocorre o arredondamento e isolamento dos poros. Se nos poros contêm gases não solúveis no metal base o mesmo não conseguira a densificação total, mas se os poros são vazios ou contêm gases solúveis na matriz pode ocorrer a densificação total.
METODOLOGIA
Tendo como objetivo a reutilização e reciclagem do aço é preciso ter em mente que a qualidade do aço deve ser mantida pois embora sendo aços da mesma composição, muito fatores podem influenciar na queda de qualidade do aço reciclado. 
Para evitar isso é preciso escolher a melhor forma de remanufatura do material utilizado. Existem formas diferentes de recuperação de aço tais como a fundição, porém essa metodologia demanda um auto custo de fabricação além de possuir risco de perda de propriedades do material durante o processo. Entretanto a chamada metalurgia do pó que consiste em um processo altamente desenvolvido de reciclagem de peças metálicas, não metálicas possibilita esta reciclagem com uma proposta de baixo custo através da eliminação da fundição e as poucas etapas de processo.
A metodologia aplicada para este trabalho foi estruturada de forma teórica, baseando-se em artigos, TCC’s e documentos anteriormente produzidos e comprovados, a seguir será mostrado como seria a execução da solução da problemática abordada no projeto.
Os dados utilizados como base para a reciclagem de cavacos do aço 1020 em indústrias foram colhidos principalmente do documento, “reciclagem de cavacos de aço SAE 1020 via metalurgia do pó”, produzida no centro federal de educação do Rio Grande do Norte e redigido pela engenheira de materiais Alcione Olinto Galvão.
Tendo como base a reutilização e terceirização da remanufatura do cavaco de aço SAE 1020, a metodologia se baseará num mancal de auto lubrificação produzido a partir da reciclagem do pós-metal de aço SAE 1020 via metalurgia do pó. Pois para sua fabricação é necessário um metal poroso que seria impossível de se obter utilizando outro processo. Justificando sua escolha como produto de alta demanda e potencial gerador de lucro, pois ao produzi-lo via metalurgia do pó serão necessários poucos custos de fabricação.
Os mancais autolubrificantes são utilizados quando se procura facilidade de manutenção, eliminação da necessidade de constante alimentação com lubrificante e baixo nível de ruído. Pois Os mancais autolubrificantes trabalham com o lubrificante impregnado na camada deslizante do mancal. Este lubrificante pode ser líquido (óleo) ou sólido (grafite, MoS2, chumbo), dependendo dos requisitos da aplicação (como a temperatura de operação). Quando há um movimento relativo entre o mancal e a superfície de contato, o lubrificante é liberado pelos poros da camada deslizante, lubrificando a superfície do mancal. 
A primeira etapa para o desenvolvimento do protótipo de mancal autolubrificante é a definição de dimensões e os primeiros desenhos que consiste nas vistas ortográficas já com as dimensões definidas. Segue abaixo a imagem do desenho das vistas ortográficas do mancal.
Após a concretização da etapa de desenhos é o momento de colocar o método da metalurgia do pó em prática.
Primeiramente é preciso definir a quantidade de cavaco a ser utilizado na fabricação do mancal sendo Xg. A próxima etapa será a moagem do cavaco do aço SAE 1020 no moinho planetário, adicionando o valor Xg de cavaco, sendo indicado um processo a úmido utilizando um fluido com a finalidade de anular as forças de soldagem e impedir aglomeração das partículas durante o processo de moagem.
Após a moagem o pó passará pela peneira de 32 mesh para a obtenção de partículas mais finas. Na etapa seguinte o pó na matriz com o formato do protótipo mancal será compactado.
Logo após o protótipo sofrerá a sinterização á uma temperatura estimada de 1000°C com taxa de 10° C/min. Durante uma hora de aquecimento em atmosfera protetora, o gás sugerido é o argônio. Concluindo o processo de fabricação.
Antes da fabricação do protótipo é preciso realizar testes com amostras para a estimativa de dados para o produto final, para isso é preciso colocar no mínimo duas amostras do cavaco no mesmo processo, mas porem num formato conveniente para o embutimento.
Logo após o processo estas amostras passarão por um exame microscópio para a averiguação do da estrutura. Abaixo estão as etapas do processo realizado e documentado em “Reciclagem de cavacos por metalurgia do Pó”, da autora, Alcione Olinto Galvão.
“Foram embutidas com resina ortofitálica, onde o catalisador e o acelerador utilizado foram butanox e o cobalto, respectivamente, permitindo um melhor manuseio durante o lixamento. No lixamento foram utilizadas lixas de n 220, 320, 400 e 600. Em seguida houve o polimento das amostras na politriz com pasta abrasiva de alumina (composição: alumina, bentonita, água destilada e corante) adotando-se para tal uma alta rotação”. 
“Na próxima etapa houve o ataque químico na superfície da amostra utilizando uma solução de Nital a 2% a fim de evidencia os contornos de grãos e as microestruturas existentes. No exame microscópico foram obtidas fotos que revelaram as estruturas existentes na amostra após a sinterização. Foi utilizado o aumento de 40x, 100x, 250x, 400x”.
E para a determinação da dureza das amostras foi realizado o ensaio de dureza Rockwell na escala B e penetrador de 1/16 pol. com pré-carga de10 kgf e carga de 100 kgf. O equipamento utilizado foi o Durômetro Rockwell Durotwin – 963 – 102 R
 RESULTADOS E DISCUSSÃO DA PESQUISA
Os resultados obtidos após as pesquisas de acordo com o artigo Reciclagem de Cavacos via metalurgia do pó, demostra a que a sinterização ocorreu de forma desejada pois havendo a interação entres as partículas do pó e do cavaco de aço SAE 1020. Sendo perceptível a continuidade e homogeneidade de poros arredondados da matriz na estrutura, peculiar de uma boa solubilidade do pó de Aço SAE 1020 com o cavaco do mesmo material. As microestruturas obtidas após a sinterização com temperatura de 1000ºC foi a ferrita e perlita na fase martensita. Pode-se também observar a pequena quantidade de poros, proporcionando ao material excelente propriedade mecânica. Segue abaixo as imagens retiradasdo estudo.
Por fim a determinação da dureza no material sinterizado será difícil pois há presença de porosidade no material, deste modo, os valores obtidos não podem ser comparados com os valores obtidos de material idêntico produzido na metalurgia convencional.
De acordo com os dados obtidos após o ensaio de dureza feito no artigo apresentado, o projeto mostra-se viável, pois as boas características apresentadas ao fim do experimento provam a eficácia do processo de metalurgia do pó como forma de reciclagem do aço de maneira que tal processo, com os devidos ajustes pode dá-lo características normativamente aceitáveis, podendo render uma grande fonte de lucro para a terceirizada responsável pela remanufatura de uma empresa.
Conforme os argumentos apresentados, a equipe responsável pelo projeto, sugere a terceirização do serviço de remanufatura do cavaco, pois tendo em mente a obtenção de lucro, seria inviável a produção de mancais ou outros produtos em empresas que não possuem os equipamentos para tal processo. Portanto torna-se viável a venda do cavaco obtido para empresas de fabricação de componentes, tais como mancais ou outros. Na possibilidade de uma parceria com uma terceirizada, as peças recicladas por meio da metalurgia do aço teriam um grande potencial como gerador de renda, pois sua fabricação se dá com os resíduos da produção de outras peças, diminuindo o desperdício de mercadoria juntamente com o baixo custo de produção.
 CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS
O uso de cavacos de aço SAE 1020 como matéria-prima reciclada e de baixo custo para a melhoria do processo de forjamento de pós metálicos demonstrou sua viabilidade técnica. Durante os testes provou-se que a resistência mecânica muda dependendo da utilização de simples compactação e sinterização, do forjamento simples e do forjamento seguido de tratamento térmico. (BROWN,1972). Com isto no desenvolvimento do material nos procedimentos de homogeneização, compactação e sinterização. Pôde-se observar que houve a homogeneização entre as partículas garantindo a compactação das mesmas. Entretanto mostra-se necessário apenas alguns ajustes na pressão de compactação para uma melhor homogeneidade. 
Em relação à sinterização houve a ligação entre as partículas proporcionando um pequeno número de poros garantindo também a obtenção de boas propriedades mecânicas. Em relação aos poros, podem ser controlados através também de ajustes ligados a temperatura e tempo de sinterização. Entretanto ajustes dependem da demanda e do material a ser produzido, por isso os argumentos apresentados viabilizam o projeto como um todo, tornando a reciclagem de cavacos via metalurgia do pó consideravelmente promissora.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Kraemer, Maria Elisabeth Pereira. "A questão ambiental e os resíduos industriais." XXV ENEGEP (2005).
de Mauro, Cláudio Antonio, and Adler Guilherme Viadana. "DEPÓSITOS DE LIXO INDUSTRIAL E A AÇÃO DOS GEÓGRAFOS." Boletim Paulista de Geografia 71 (2017)
Holt, J. M., 2000, “Uniaxial Tension Testing”, In: American Society for Material, ASM Handbook, Mechanical Testing and Evaluation, Ohio, ASM International, vol.08.
William, D e Callister, Jr., 2000, “Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução”, LTC Editora, Rio de Janeiro, 5. Ed.
CHIAVERINI, Vicente. Metalurgia do pó: Técnica e Produtos. M e d. São Paulo, 2001. p. 97-128, 172-179, 294-296 cap..
CHIAVERINI, V.. Tecnologia Mecânica: Estrutura e propriedades das ligas metálicas. São Paulo, McGraw-Hill: 1986 v.2.
GHADIRI M. et al. " Particle Characterization Size and Morfology":The Institute of Metals Series on Powder Metallurgy An Overview, , London [s. n.] 1991. p. 5675
LOURENÇO, Jorge Magner. Evolução microestrutural do ferro puro e ligas ferrosas sinterizadas por plasma. 2004. 149 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2004.
PETRUCCI, E. G. R. Materiais para Construção, Porto Alegre: ed. Globo, 1975.
DELFORGE, D. Y. M. ET al Sinterização de uma mistura de cavaco de aço inoxidável com pó do mesmo material. Uma nova tecnologia para a reciclagem de metais? Rev. Esc. Minas, Ouro Preto, v. 1, n. 60, p. 95-100
METALURGIA do pó, Disponível em: Acesso em: 20
PETRUCCI, G. R.E, Materiais De Construção, Porto Alegre: Ed. Globo, 1975.
RECICLAGEM de metal, Disponível em: Acesso em: 20 maio de 2008.