ESTUDO COMPARATIVO ENTRE A SINTERIZAÇÃO CONVENCIONAL SEGUIDA DE NITRETAÇÃO POR PLASMA E A SINTERIZAÇÃO E NITRETAÇÃO POR PLASMA EM CICLO ÚNICO.
R. P. Castro, J. L. R. Muzart, I. T. Lawall
Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Mecânica, Laboratório de Materiais, Divisão de Plasmas Caixa Postal: 476, CEP: 88040-900, Florianópolis, SC, Brasil
Palavras-chave: plasma, metalurgia do pó, sinterização, nitretação
Resumo
A sinterização por plasma é um processo inovador no qual se utiliza um plasma para aquecer a peça metálica. O estudo a ser apresentado consiste na avaliação dos resultados obtidos do processamento, através da análise microestrutural do material sinterizado por plasma e pelo processo convencional e nitretados por plasma. Para a realização deste estudo foi utilizado pó de ferro (Höganas) de 90 µm de diâmetro médio de partícula, compactado em matriz uniaxial com pressão de 600 MPa, sem lubrificante. A sinterização convencional foi realizada em forno elétrico tubular sob atmosfera de H2. A sinterização por plasma foi realizada em reator de laboratório usando descarga em regime anormal em mistura gasosa de Argônio e Hidrogênio a pressão em torno de 8 Torr. Em ambas a temperatura de sinterização foi de 1150°C. A nitretação por plasma das amostras foi realizada no mesmo reator de sinterização em regime anormal com mistura gasosa de Nitrogênio e Hidrogênio a pressão de 3 Torr e temperatura de 5400C. Os produtos obtidos, nos dois processos, foram caracterizados quanto à espessura e microdureza da camada nitretada.
Nas amostras sinterizadas e nitretadas por plasma observou-se estrutura com grãos maiores e apresentando camada nitretada mais homogênea e densa, com poucos poros, em comparação às amostras sinterizadas em forno convencional e nitretadas por plasma, conforme mostrado na figura 1.
Tanto nas amostras sinterizadas por plasma quanto nas sinterizadas em forno convencional, os valores das espessuras das camadas nitretadas mostraram-se semelhantes, entre 25 e 30 µm.
Os valores de microdureza apresentaram-se equivalentes nas amostras obtidas pelos dois processos, tanto na superfície quanto no interior dos corpos de prova, conforme ilustrado na figura 2.
Observou-se ainda maior ocorrência de agulhas de nitretos após a sinterização por plasma, indicando maior difusividade de nitrogênio no ciclo contínuo. Isto pode ser atribuído ao bombardeamento de íons e átomos excitados na superfície do ferro durante a sinterização por plasma, provocando defeitos superficiais que facilitam a difusão do nitrogênio na amostra.
Agradecimentos: Ao CNPq/PIBIC, e a todos aqueles que direta ou indiretamente permitiram a realização deste estudo.
Referências Bibliográficas:
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