Publicação
Desenvolvimento de composições à base de Si₃N₄ para maquinagem de ligas da indústria aeronáutica
| Resumo: | Este projeto, alinhado com os objetivos de industrialização da Palbit S.A., centrou-se no desenvolvimento de ferramentas de corte cerâmicas à base de Si₃N₄ para a maquinação de superligas de níquel utilizadas no setor aeroespacial. Numa fase inicial, foi estudada a sinterabilidade de uma composição de referência com Y₂O₃ e Al₂O₃ como aditivos de sinterização, designada por Matriz A, destacando-se a granulação por atomização (spray-drying) como um método viável para processamento industrial. Os pós atomizados apresentaram dureza superior (15 GPa) e tenacidade à fratura (9 MPa·m¹ᐟ²), devido a uma melhor compactação. No entanto, esta composição, sinterizada sem pressão, revelou dureza insuficiente para a maquinagem do Inconel 718, a superliga de níquel selecionada. Para ultrapassar esta limitação, a segunda parte do projeto focou-se no desenvolvimento de cerâmicos SiAlON de elevada dureza. Novas formulações, em que se substituiu o Y₂O₃ por Yb₂O₃ e a Al₂O₃ por AlN, resultaram em cerâmicos com microestrutura e composição de fases distintas da Matriz A, e dureza significativamente superior (até 19,4 GPa), mantendo uma boa tenacidade à fratura. Ensaios de maquinagem (fresagem) de Inconel 718 confirmaram o desempenho superior da cerâmica à base de Si₃N₄/AlN/Yb₂O₃, evidenciando menor desgaste da ferramenta e melhor acabamento superficial da peça do que o conseguido com ferramentas comerciais. Estes resultados sustentam o seu potencial como novo material de ferramenta para aplicação industrial pela Palbit S.A. |
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| Autores principais: | Ferreira, João José Pedrosa |
| Assunto: | Si₃N₄ SiAlON Cerâmicos avançados Atomização Sinterização sem pressão Desempenho mecânico Ferramentas de corte Superligas de níquel |
| Ano: | 2025 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade de Aveiro |
| Idioma: | português |
| Origem: | RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro |
| Resumo: | Este projeto, alinhado com os objetivos de industrialização da Palbit S.A., centrou-se no desenvolvimento de ferramentas de corte cerâmicas à base de Si₃N₄ para a maquinação de superligas de níquel utilizadas no setor aeroespacial. Numa fase inicial, foi estudada a sinterabilidade de uma composição de referência com Y₂O₃ e Al₂O₃ como aditivos de sinterização, designada por Matriz A, destacando-se a granulação por atomização (spray-drying) como um método viável para processamento industrial. Os pós atomizados apresentaram dureza superior (15 GPa) e tenacidade à fratura (9 MPa·m¹ᐟ²), devido a uma melhor compactação. No entanto, esta composição, sinterizada sem pressão, revelou dureza insuficiente para a maquinagem do Inconel 718, a superliga de níquel selecionada. Para ultrapassar esta limitação, a segunda parte do projeto focou-se no desenvolvimento de cerâmicos SiAlON de elevada dureza. Novas formulações, em que se substituiu o Y₂O₃ por Yb₂O₃ e a Al₂O₃ por AlN, resultaram em cerâmicos com microestrutura e composição de fases distintas da Matriz A, e dureza significativamente superior (até 19,4 GPa), mantendo uma boa tenacidade à fratura. Ensaios de maquinagem (fresagem) de Inconel 718 confirmaram o desempenho superior da cerâmica à base de Si₃N₄/AlN/Yb₂O₃, evidenciando menor desgaste da ferramenta e melhor acabamento superficial da peça do que o conseguido com ferramentas comerciais. Estes resultados sustentam o seu potencial como novo material de ferramenta para aplicação industrial pela Palbit S.A. |
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