INFLUÊNCIA DE PÓS DE Fe COM PARTÍCULAS DISTINTAS SOBRE A MICRODUREZA DE COMPONENTES PRODUZIDOS VIA MPI

L.H.S. de Almeida, L.M. Resende, P.A.P. Wendhausen

Laboratório de Materiais, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Universitário Trindade, Florianópolis SC, cep: 88040-900.

Palavras-chave:Metalurgia do Pó, Moldagem de Pós por Injeção, Propriedades Mecânicas.

Resumo

A Moldagem de Pós por Injeção (MPI) é uma derivação da metalurgia do pó tradicional onde o pó não é simplesmente compactado, mas homogeneizado com um sistema de ligante, adquirindo essa mistura características reológicas que permitem sua injeção na cavidade de uma matriz, superando assim limitações geométricas impostas pela compactação uniaxial de pós. Obtém-se, dessa forma, a peça na sua geometria final ou muito próxima desta. Após a injeção, o sistema de ligante é removido e o componente é submetido à sinterização, etapa na qual se alcançam as propriedades mecânicas desejáveis no material.

As características dos pós utilizados podem alterar as propriedades mecânicas dos componentes. Dessa forma, o escopo do presente trabalho é analisar a influência da utilização de pós de ferro com distintos tamanhos e forma de partículas nas microdurezas de peças obtidas via MPI.

Preparou-se nove misturas pó-ligante com 55% de carregamento sólido em volume. O sistema de ligante utilizado foi constituído por parafina, polipropileno, etileno-vinil-acetato e ácido esteárico. O carregamento sólido de cada mistura foi composto por pós de ferro esféricos e deformados e variou-se em cada mistura a quantidade de pó deformado e o grau dessa deformação. Assim, as nove misturas foram caracterizadas por três parâmetros: densidade batida do pó esférico, segundo Standart Test Methods for Metal Powders and Powder Metallurgy Products (1999), porcentagem de pó deformado no carregamento sólido e grau de deformação dos pós. Os parâmetros estão na Tabela 1.

Após a injeção e a remoção do sistema de ligante, as peças foram submetidas à análises do teor de carbono para assegurar que todo ligante foi removido, os resultados estão na Tabela 2. Em seguida sinterizou-se os componentes em um forno tubular sob fluxo de H₂ por 15 minutos à 1100ºC. Determinou-se a microdureza das produtos sinterizados em um microdurômetro na escala Vickers (Hv) com 100gf de carga, a Tabela 2 mostra os resultados.

Uma ineficiente remoção do sistema de ligante pode fazer com que parte do carbono do ligante se difunda para a microestrutura do material. Segundo a Tabela 2, nota-se que esse efeito não ocorreu em tal experimento, pois, os teores encontrados de carbono são baixos e próximos, assim, esse elemento não influenciou os resultados dos ensaios de microdureza. Garante-se dessa forma que o único fator que alterou as microdurezas encontradas foi a porosidade, que, por sua vez, está intimamente ligada às características de partícula dos pós.

Analisando a Tabela 2, nota-se que as misturas com maior porcentagem de pó deformado (misturas 3, 6 e 9 com 30% de pó deformado) apresentaram maiores valores de microdureza dentro de suas respectivas faixas de densidade batida. Sendo assim, pode-se afirmar que a porcentagem de pó deformado foi o parâmetro que prevaleceu para aumento de tal propriedade mecânica dentro de cada faixa de densidade batida. Além disso, nota-se que o maior valor de microdureza foi encontrado na mistura 3. Dessa forma, conclui-se que, para os materiais e métodos empregados nesse trabalho, foi possível obter valores distintos de microdureza para carregamentos sólidos com diferentes características de partículas.

Referências Bibliográficas:

German, R.M. e Bose, A. - Injection Molding of Metals and Ceramics, MPIF, 1997.
Metal Powder Industries Federation - Standart Test Methods for Metal Powders and Powder Metallurgy Products, MPIF, 1999.