Publicação

Caracterização microestrutural e mecânica de componentes industriais obtidos por pulverometalurgia

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Nas últimas décadas, tem-se assistido a uma crescente evolução ao nível de quase todas as áreas industriais, com crescentes exigências de qualidade, por parte de fabricantes e consumidores. Atualmente, o processo de pulverometalurgia é aplicado, principalmente, na produção de pastilhas de corte, em carboneto de tungsténio, para a maquinagem e na produção de medicamentos, para a indústria farmacêutica. Devido à necessidade de ter processos produtivos cujo ponto forte seja a sustentabilidade, a empresa ETMA – Empresa Técnica de Metalurgia S.A decidiu incluir a pulverometalurgia, processo esse com diversas vantagens, tais como o aproveitamento dos pós na sua totalidade e a possível aplicação em várias geometrias diferentes. O desenvolvimento da dissertação inicia-se com o fabrico de provetes, que passa pelo fabrico da matriz e dos punções, compactação dos pós, sinterização e tratamento térmico. A caracterização dos provetes incluiu o cálculo da densidade, análise da microestrutura, avaliação da microdureza e a execução de testes mecânicos, como o ensaio de flexão. Uma vez que o objetivo consistia em aplicar o processo a peças de pequena dimensão, numa produção em série, para o ramo automóvel, pensou-se num componente com uma geometria simples, mas que tenha resultado num elevado desperdício de material devido ao processo escolhido e algumas dificuldades a nível de logística, devido à quantidade de operações. O componente em questão desempenha a função de inserto, isto é, um reforço metálico num componente que é obtido pelo processo de injeção de plásticos. Os pós de aço utilizados possuem um teor em carbono de 0,01% e um teor em elementos de liga superior a 3,3%. Após se efetuar o processo e a execução dos testes, o valor da densidade foi de 6,99 g/cm3 nos componentes com uma percentagem de porosidade de 11%. Na microdureza, o valor obtido na zona A foi de 102 HV, na zona B foi de 103 HV e, na zona C, de 99 HV. Verificou-se que a microestrutura é constituída, provavelmente, por uma matriz com grãos de ferrite, além de conter alguns compostos intermetálicos. No ensaio de flexão, o módulo de elasticidade foi de 7,1 GPa e a tensão de flexão, na rotura, foi de 261 MPa, nos componentes. Verificou-se que a sinterização é um aspeto muito importante na pulverometalurgia, afetando diretamente a porosidade que, por sua vez, influencia bastante a densidade das amostras, assim como também a microestrutura e as propriedades mecânicas.
Autores principais:	Leitão, João Filipe Xavier
Assunto:	Microdureza Microestrutura Pós de aço Pulverometalurgia Sinterização Microhardness Microstructure Steel powder Powder metallurgy Sintering
Ano:	2025
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade do Minho
Idioma:	português
Origem:	RepositóriUM - Universidade do Minho

Descrição
Resumo:	Nas últimas décadas, tem-se assistido a uma crescente evolução ao nível de quase todas as áreas industriais, com crescentes exigências de qualidade, por parte de fabricantes e consumidores. Atualmente, o processo de pulverometalurgia é aplicado, principalmente, na produção de pastilhas de corte, em carboneto de tungsténio, para a maquinagem e na produção de medicamentos, para a indústria farmacêutica. Devido à necessidade de ter processos produtivos cujo ponto forte seja a sustentabilidade, a empresa ETMA – Empresa Técnica de Metalurgia S.A decidiu incluir a pulverometalurgia, processo esse com diversas vantagens, tais como o aproveitamento dos pós na sua totalidade e a possível aplicação em várias geometrias diferentes. O desenvolvimento da dissertação inicia-se com o fabrico de provetes, que passa pelo fabrico da matriz e dos punções, compactação dos pós, sinterização e tratamento térmico. A caracterização dos provetes incluiu o cálculo da densidade, análise da microestrutura, avaliação da microdureza e a execução de testes mecânicos, como o ensaio de flexão. Uma vez que o objetivo consistia em aplicar o processo a peças de pequena dimensão, numa produção em série, para o ramo automóvel, pensou-se num componente com uma geometria simples, mas que tenha resultado num elevado desperdício de material devido ao processo escolhido e algumas dificuldades a nível de logística, devido à quantidade de operações. O componente em questão desempenha a função de inserto, isto é, um reforço metálico num componente que é obtido pelo processo de injeção de plásticos. Os pós de aço utilizados possuem um teor em carbono de 0,01% e um teor em elementos de liga superior a 3,3%. Após se efetuar o processo e a execução dos testes, o valor da densidade foi de 6,99 g/cm3 nos componentes com uma percentagem de porosidade de 11%. Na microdureza, o valor obtido na zona A foi de 102 HV, na zona B foi de 103 HV e, na zona C, de 99 HV. Verificou-se que a microestrutura é constituída, provavelmente, por uma matriz com grãos de ferrite, além de conter alguns compostos intermetálicos. No ensaio de flexão, o módulo de elasticidade foi de 7,1 GPa e a tensão de flexão, na rotura, foi de 261 MPa, nos componentes. Verificou-se que a sinterização é um aspeto muito importante na pulverometalurgia, afetando diretamente a porosidade que, por sua vez, influencia bastante a densidade das amostras, assim como também a microestrutura e as propriedades mecânicas.