Atividade 5 - Sinterização

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A metalurgia do pó ou processo de sinterização é realizada através de uma única prensa e um operador, com o aproveitamento de 95% da matéria prima. O processo ocorre com a prensagem de pó em moldes metálicos, realizando um aquecimento da peça em temperaturas controladas, consolidando o pó em material rígido com ótimos acabamentos.
São 3 etapas envolvidas na metalurgia do pó, a obtenção do pó, a compactação e a sinterização. A escolha do método para se obter o pó, deste tem impacto direto no tamanho, na forma e na distribuição deste pó, definindo a qualidade também das peças fabricadas.
Um dos processos que pode ser utilizado é a atomização, no qual o metal líquido é escorrido e ao cair recebe jatos de gazes, ar ou de água, estes jatos saem de bocais específicos que definem o tamanho do grão desejado, pulverizando o metal fundido, o resfriando imediatamente. O pó formado é recolhido e tratado por produtos químicos e peneirado, estando pronto para ser utilizado.
Outro processo utilizado geralmente para obtenção de pó de cobre é a eletrólise, no qual o metal é colocado em um tanque em seu estado sólido, sendo dissolvido em uma solução eletrolítica, onde se passa uma corrente elétrica, os pós que se obtém com esse processo, possuem um alto grau de pureza. A massa após retirada do tanque é neutralizada, seca, reduzida e classificada por peneiramento. Para se obter grãos menores, o processo se completa com métodos mecânicos, o mais utilizado é o da moagem, feito por um equipamento relativamente simples, conhecido por moinho de bolas, no qual esferas metálicas resistentes ao desgaste ficam girando em um tambor. Outra forma seria com métodos químicos e físico-químicos.
Na compactação é realizada por uma prensa de compressão, em temperatura ambiente o processo é realizado aumentando a pressão até que os grãos se grudem uns nos outros na densidade desejada, imitando o processo de solda de forma fria.
O compactado verde, tem aspecto de uma paçoca, portanto é necessário cuidoda ao manusear para que não esfarele como a paçoca.
Na consolidação final da peça, é aonde encontramos a sinterização, nesta etapa a peça compactada é aquecida sem deixar chegar ao ponto de fusão do metal base. Feito em fornos contínuos, os processos de consolidação são separados em zonas de operação pré-aquecimento, manutenção da temperatura e resfriamento. Nesta etapa podemos verificar uma redução de até 40% do volume da peça compactada.
Após finalizar a peça pode ser utilizada imediatamente ou passar por processos complementares como a recompactação auxilia a garantir tolerâncias apertadas ou rugosidades previstas, realizada quando a peça ultrapassa os limites esperados.
Também um dos processos é o tratamento térmico, em que há o endurecimento da peça.
A usinagem só deve ser utilizada quando não é possível obter o formato desejado diretamente nas matrizes e machos de compactação.
A principal aplicação da tecnologia da metalurgia do pó, é a fabricação de filtros sinterizados, feitos de diversas camadas e diversos tamanhos de grãos, utilizados em atividades industriais, dadas em altas temperaturas, exigindo uma elevada resistência mecânica-química. Utilizados em filtragem de gases, líquidos, óleos, combustíveis e mineirais, como também abafadores de ruídos e válvulas corta chamas.
O produto mais conhecido é o metal duro, adaptado nas partes cortantes em forma de pastilha, aguentando temperaturas de até 1000°C.
Entre as vantagens pode-se destacar o controle da porosidade do produto final, na fabricação de mancais auto lubrificantes, é de alta importância esta característica.
A sinterização oferece a maior economia de material, com perdas mínimas de matéria-prima, o processo também permite a unificação de peças simples a partes sinterizadas, ajuda a baratear os custos sem comprometer a qualidade do produto.
O processo também permite o controle exato da composição química desejada para o produto final, a redução ou eliminação de usinagem das peças, com o bom acabamento das peças ao finalizar o processo, permite alta pureza dos produtos obtidos, como também a facilitação de automatização dos processos produtivos, essas foram as principais qualidades que popularizou o processo do pó para muitas indústrias.
Dentre as desvantagens podemos destacar que as peças têm que ser retiradas de matriz, dificultando a fabricação de peças com rasgo transversal por exemplo, que só se obtêm através de uma usinagem posterior. Outro ponto que se pode destacar é o alto custo do ferramental, valendo a pena apenas para indústrias com grandes produções.
Outra limitação encontrada é o peso e tamanho da peça, tem que possuir até 15 Kg, pois não se encontra máquina de compactação com potência suficiente para produções de peças maiores e mais pesadas.