resumo metal pó vinicius c candido

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FUNDIÇÃO, 
SOLIDIFICAÇÃO
E 
SINTERIZAÇÃO 
 
VINICIUS COLARES CANDIDO 
ENGENHARIA METALÚRGICA 
 
 
2ª AVALIAÇÃO: RESUMO DO ESTUDO DIRIGIDO 
- TEMA:PÓS METÁLICOS - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA METALÚRGICA 
CEFET/RJ campus Angra dos Reis 
Vinicius Colares Candido 
Matricula: 1622068GMET 
E-mail: vinicius.candido@aluno.cefet-rj.br 
Professor: Alessandro Luiz Rocha de Oliveira 
mailto:vinicius.candido@aluno.cefet-rj.br
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A matéria prima, na metalurgia do pó, 
constitui, mais do que na maioria dos 
processos metalúrgicos convencionais, um 
fator básico, principalmente no que se 
refere á sua uniformidade. Por esse motivo, 
é imprescindível o seu rigoroso controle, o 
que significa que todas as características 
inerentes ao processo devem ser 
conhecidas, determinadas e controladas da 
maneira mais profunda o possível sendo que 
a qualidade do pó metálico vem de seu 
processo de fabricação, de modo que a 
seguir veremos onde a metalúrgia do pó é 
empregada, o comparativo entre os 
processos assim como as principais 
características relativas ao processo de 
obtenção dos pós metálicos. 
 
Figura 02: Onde a Metalurgia do pó é encontrada 
 
No caso da produção de pó de ferro por 
redução, o processo mais conhecido foi 
o desenvolvido pela empresa 
Hoganäes no início deste século, na 
época empregado para produzir o 
ferro-esponja, esta técnica emprega 
magnetita pura Fe3O4, na qual, após a 
moagem apresenta um teor de ferro 
em torno de 71,5%. 
Os pós de ferro produzidos por este 
processo caracterizam-se por 
porosidade e forma irregular das 
partículas. 
Um outro processo de redução para a 
fabricação de pó de ferro é o chamado 
PYRON 
O método mais comum dentro deste grupo é 
redução de óxidos metálicos, pelo emprego de 
um agente redutor gasoso ou sólido (carbono). 
 
 
Figura 03: Metais mais comumente produzidos 
 
 
Figura 01: Comparativo entre os processos de 
fabricação 
 
 
Figura 04: Principais rotas de produção do ferro 
primário 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 05: Processo de fabricação 
É um processo físico relativamente simples. O 
metal é fundido e vazado através de um 
orifício e atingido por um feixe de gás ou 
líquido, usualmente água. Isto separa o metal 
fundido em gotas que solidificam rapidamente 
como partículas de pó. 
 O processo é seguido de recozimento em 
atmosfera reduzida para decompor 
superfícies oxidadas. A pureza na maioria dos 
casos é acima de 99%. 
Por exemplo, o carbonato de cálcio 
decompõe-se em óxido de cálcio e dióxido de 
carbono a partir de aproximadamente 840°C. 
Outro exemplo é o carbonato de magnésio 
que se decompõe em óxido de magnésio e 
dióxido de carbono. 
 
Decomposição térmica, também 
chamada termólise, é definida como 
uma reação química onde uma substância 
química se decompõe em pelo menos duas 
substâncias químicas quando aquecida. A 
reação é usualmente endotérmica já que 
aquecimento é requerido para romper 
as ligações químicas do composto durante a 
decomposição. A temperatura de 
decomposição de uma substância é 
a temperatura na qual a 
substância decompõe-se em menores 
moléculas de outras substâncias ou em seus 
átomos constituintes. 
 
E vários são os formatos e tamanhos 
obtidos: 
 
Figura 07:diferentes características que 
influenciam nas propriedades físicas do pó. 
Vários processos permitem a fabricação de pó 
metálico, tais como: 
- Atomização a água; 
- Atomização a gás; 
- Redução; 
 - Eletrólise e Moagem. 
 
Figura 06: Esquematização de atomização a água 
 
Atomização a água (figura 06): Metais que 
fundem abaixo de 1600° C. Pós irregulares e 
com alguma oxidação de Ferro, aço inoxidável, 
cobalto, ligas de níquel, etc. Processo 
geralmente preferido para grandes volumes e 
baixo custo. A extração rápida de calor resulta 
em partículas com formato irregular. Pós 
atomizados a água apresentam excelente 
compressibilidade devido à sua densidade 
aparente normalmente ser menor do que dos 
pós atomizados a gás. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_qu%C3%ADmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Subst%C3%A2ncia_qu%C3%ADmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Subst%C3%A2ncia_qu%C3%ADmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Endot%C3%A9rmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%A3o_qu%C3%ADmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_de_decomposi%C3%A7%C3%A3o
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Outros processos de atomização: 
 
Figura 11: Atomização por eletrodo rotativo 
 
Figura 08: Diferentes bocais de atomização e a 
diferença entre a atomização vertical e horizontal 
 
Atomização a gás: Nitrogênio, hélio, argônio. Pós 
esféricos. Al, Cu, Ni, Mg, Co, Fe, etc. Atomização por 
gás inerte é um processo largamente utilizado para 
obtenção de pós metálicos de formato esférico, boa 
escoabilidade, baixo percentual de oxigênio e 
elevada pureza. Materiais com elevado teor de 
elementos de liga, como as superligas a base de 
níquel são atomizados por gás inerte. 
 
Figura 13: Deposição Eletrolítica. 
 
Figura 10: Esquema de atomização 
 
Figura 12: Atomização a vácuo. 
 
 
Figura 09: Diferentes morfologias dos grãos do pó. 
 
No caso da atomização a vácuo (figura 12) o 
processo é baseado no princípio de que quando 
um metal supersaturado com gás sob pressão é 
repentinamente exposto ao vácuo, o gás 
expande, sai da solução e causa a atomização do 
metal líquido. 
Outro processo é o por eletrodo rotativo (figura 
11) onde a extremidade de uma pastilha de 
tungstênio, enquanto gira em torno do seu eixo 
longitudinal. Força centrífuga ejeta o metal 
formando as gotas que solidificam em partículas 
de forma esférica e se depositam numa câmara 
cheia de gás inerte. Esse processo é indicado 
para a produção de ligas de titânio, como por 
exemplo: Ti-6Al-4V. 
No caso da deposição eletrolítica (figura 13) em 
resumo apesar de suas restrições de natureza 
econômica permite a obtenção de pós de grande 
pureza e excelentes característicos de 
compactação. 
 
 
 
As principais características dos pós 
metálicos são os seguintes: 
Pureza e composição química, 
microestrutura da partícula, tamanho da 
partícula e composição granulométrica, 
porosidade da partícula, densidade 
aparente, velocidade de escoamento, 
superfície específica, compressibilidade 
e resistência verde. 
Alguns dos objetivos desse processo de 
moagem (figura 14) são: Redução do 
tamanho de partícula do pó. Este é, de fato, 
o principal objetivo, modificação da forma 
da partícula (figura 07 e 09), aglomeração do 
pó, formação mecânica de ligas e a 
modificação das propriedades. 
É comum, na moagem, o emprego de 
agentes externos e lubrificantes, com o 
objetivo de anular as forças de soldagem, e 
portanto, impedir a aglomeração de 
partículas. Entre esses meios podem ser 
incluídos a água, o álcool, hidrocarbonetos, 
etc.. 
Estes por sua vez encurtam igualmente o 
tempo de moagem e produzem pós mais 
finos. 
É muito importante conhecer-se e 
determinar-se as características dos 
pós metálicos, de modo a utilizar-se 
essa matéria prima de modo 
correto. Esse conhecimento é tanto 
mais necessário, quando se 
considerar que o processo mai 
sofisticado, exigindo matérias 
primas aprimoradas. 
A primeira tarefa na determinação 
das características dos pós 
metálicos e que vai influir na 
qualidade dos valores obtidos, é a 
amostragem, ou seja, a retirada de 
amostras dos recipientes onde o pó 
está contido, para sua adequada 
análise. 
 
Figura 14: Diferentes formas de obtenção 
do pó, através de processos mecânicos. 
 
Partindo-se do pressuposto que o pó metálico apresente 
uma pureza acima de 99,0ou 99,5 %, o principal objetivo de 
conhecer-se a sua composição química ou pureza consiste 
em determinar-se quais as impurezas- metálicas ou não 
metálicas- presentes, visto que essas impurezas podem 
afetar as condições de compactação e as condições de 
sinterização 
 
Figura 15: Óxido de ferro 
O pó de ferro, principalmente quando obtido pelos processos 
de redução, tem a tendência de apresentar certa quantidade 
de óxido de ferro (figura 15). Neste caso, é comum 
determinar-se o teor de oxigênio do pó pelo ensaio “perda 
pelo hidrogênio”. 
Esse ensaio consiste em colocar-se uma amostra do pó e expor 
uma amostra a uma atmosfera de hidrogênio seco (próximo 
ao ponto de orvalho). A perda pelo hidrogênio é obtida pela 
equação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Referências: 
http://joinville.ifsc.edu.br/~anael.krelling/Tecnologia%20em%20Mecatr%C3%B4nica/PFB64/8%20-%20Metalurgia_do_Po.pdf 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5634842/mod_resource/content/0/Apostila%20Metalurgia%20do%20Po.pdf 
 
OBSERVAÇÕES: 
 
As imagens de fundo foram tiradas do site https://br.freepik.com/; 
http://joinville.ifsc.edu.br/~anael.krelling/Tecnologia%20em%20Mecatr%C3%B4nica/PFB64/8%20-%20Metalurgia_do_Po.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5634842/mod_resource/content/0/Apostila%20Metalurgia%20do%20Po.pdf