Trabalho Individual Tecnologia de processos produtivos

Prévia do material em texto

Nathalia S. Patrocinio - 20151109697 
 
 
 
 
 
 
TECNOLOGIA DE PROCESSOS PRODUTIVOS 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Março 2020 
 
 
 
 
1 
 
PROCESSO DE CONFORMAÇÃO DOS METAIS 
 
Entende-se como conformação dos metais a modificação de um corpo metálico para outra 
forma definida. 
Os processos de conformação podem ser divididos em dois grupos: processos mecânicos, 
nos quais as modificações de forma são provocadas pela aplicação de tensões externas, e processos 
metalúrgicos que iremos nos aprofundar, nos quais as modificações de forma estão relacionadas 
com altas temperaturas. 
Os processos mecânicos são constituídos pelos processos de conformação plástica, para os 
quais as tensões aplicadas são geralmente inferiores ao limite de resistência à tração (σU), e pelos 
processos de conformação por usinagem, para os quais as tensões aplicadas são sempre superiores 
ao limite mencionado. A forma final, portanto, é obtida por retirada de material. Esses processos 
são também denominados “Processos de Conformação Mecânica” pela sua natureza. 
Os processos metalúrgicos subdividem-se em: conformação por solidificação, para os quais 
a temperatura adotada é superior à temperatura de fusão (TF) do metal, e a forma final é obtida 
pela transformação líquido-sólido, e conformação por sinterização, em que a temperatura de 
processamento é inferior ao ponto de fusão do metal (metalurgia do pó). 
 
 
 
2 
 
CONFORMAÇÃO POR SOLIDIFICAÇÃO 
 
● Fundição 
Na ​metalurgia​, a fundição é o processo de colocar ​metal líquido em um molde, que contém uma 
cavidade com a forma desejada, e depois permitir que resfrie e solidifique. A parte solidificada é 
conhecida como peça fundida, que é tirada do molde ou tem o molde quebrado para completar o 
processo. 
 
 
 
● Lingotamento 
O lingotamento é usado na fabricação de ​metais​, transformando material líquido em sólido. Neste 
processo, o material é resfriado e transformado em lingotes, blocos, placas entre outros; que 
seguem para o processo de ​laminação​ ou forjaria. 
 
 
 
 
 
 
3 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Metalurgia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Metal
https://pt.wikipedia.org/wiki/Metais
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lamina%C3%A7%C3%A3o
● Soldagem 
Soldagem é um processo que visa a união localizada de materiais, similares ou não, de forma 
permanente, baseada na ação de ​forças em escala atômica semelhantes às existentes no interior do 
material e é a forma mais importante de união permanente de peças usadas industrialmente. 
 
 
 
CONFORMAÇÃO POR SINTERIZAÇÃO 
 
● Metalurgia do Pó 
É um processo de fabricação que produz peças metálicas através da compactação de 
pó-metálico seguida da sinterização. O processo consiste em compactar e/ou modelar a mistura e 
aquecê-la (etapa chamada de sinterização), com o objetivo de gerar continuidade de matéria entre 
as partículas e melhorar a resistência. A característica específica do processo é que a temperatura 
permanece abaixo da temperatura de fusão do elemento constituinte principal. 
O processo de ​sinterização na ​metalurgia do pó consiste em aquecer o material a 
temperaturas abaixo do ​ponto de fusão do material-base, em atmosfera controlada, provocando 
difusões ​atômicas que farão com que as propriedades ​mecânicas da peça aproximem-se das 
adquiridas através de outras tecnologias mais disseminadas. 
A Metalurgia do pó, comumente denominada sinterização, vem a ser um processo 
altamente desenvolvido de manufatura de peças metálicas ferrosas e não ferrosas. Basicamente, os 
pós metálicos são configurados em ferramental apropriado com posterior aquecimento sob 
condições controladas a temperaturas abaixo do ponto de fusão do metal base para promover 
ligação metalúrgica entre as partículas. Esse aquecimento, chamado sinterização, normalmente 
confere à massa de pó aglomerada as propriedades físicas e mecânicas desejadas. É comum, 
entretanto, a ocorrência de outras fases de processo que permitem alcançar valores mais rigorosos 
de resistência mecânica, tolerância dimensional, acabamento, etc. Fundamentalmente, a 
sinterização é um processo onde a economia de material é levado ao extremo: não há geração de 
cavacos (os quais numa usinagem convencional podem representar até 50% do peso original da 
peça bruta, nem carepas e tendo ainda vantagem de controlando-se a densidade, eliminar pesos 
mortos indesejáveis no produto final. Mesmo levando em consideração à necessidade de 
operações posteriores de usinagem, uma peça sinterizada normal, usa mais de 97% de sua matéria 
original. A consideração dos aspectos econômicos torna ainda mais significativos quando se 
4 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADculas_e_for%C3%A7as
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sinteriza%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Metalurgia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ponto_de_fus%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica
fabricam peças de formas complexas, tolerância dimensionais rigorosas e grandes lotes de 
produção. 
 
 
 
ETAPAS DO PROCESSO 
As seguintes etapas de fabricação estão presentes, senão na maioria, em grande parte dos 
produtos sinterizados: 
● Mistura​: É a operação em que dois ou mais pós de materiais diferentes são misturados a 
fim de se produzir um pó de composição química adequada ao processo. O pó é submetido 
a um processo chamado homogeneização,com o objetivo de tornar a mistura uniforme, 
aumentando assim a possibilidade de se obter resultados uniformes e consistentes. 
 
● Compactação​: A compactação consiste em uma quantidade controlada de mistura que é 
automaticamente depositada numa matriz onde será compactada, em geral à temperatura 
ambiente e pressões que variam de 1,6 a 9,3 t /cm2 ou mais dependendo da densidade da 
peça. A densidade do pó produz o “compactado verde”, o qual possui as dimensões e a 
5 
 
forma da peça acabada extraída da matriz, e a resistência suficiente para manuseio e o 
transporte até o forno. 
 
● Sinterização​: É a etapa do processo da metalurgia do pó em que ocorre o aquecimento do 
compactado verde, a uma temperatura inferior a de fusão do metal ou liga considerado, 
em condições controladas de temperatura, tempo e atmosfera. Efeitos do tempo: o tempo 
de aquecimento sendo longo melhora o mecanismo de coesão do compactado para uma 
determinada temperatura. Efeitos da temperatura: altas temperaturas melhoram a coesão 
para um dado período de tempo. Em temperaturas próximas as de fusão do metal, essa 
força coesiva máxima é obtida em um curto espaço de tempo, geralmente em segundos. 
 
 
CARACTERÍSTICAS 
Através da metalurgia do pó, consegue-se a fabricação de um componente de uso 
universal: os mancais auto lubrificantes. Realmente, a porosidade existente num mancal sinterizado 
pode ser preenchida com óleo para garantir uma lubrificação permanente entre o eixo e o mancal. 
É também a metalurgia do pó o único processo conhecido para a produção de determinadas ligas 
de altíssima dureza em condições industriais. As técnicas de metalurgia do pó possibilitam o 
desenvolvimento de ligas - cerâmicas (CEMET), cuja aplicação abre um horizonte ilimitado. 
Além de poderem ser impregnadas com óleo parafuncionarem com mancais auto 
lubrificantes, as peças sinterizadas podem ser impregnadas com resinas para selar os poros 
interconectantes, infiltradas com ligas metálicas para se aumentar a AT 411 Processos de Corte 
04/agosto/2006 resistência mecânica, tratadas termicamente, cromadas, niqueladas, ferróxidadas, 
etc. 
6 
 
A maioria das peças sinterizadas pesa menos de 2,5 kg, embora peças com até 15 kg, 
possam ser fabricadas. Em seu desenvolvimento inicial, a metalurgia do pó produzia peças de 
formas geométricas bastante simples, em contraste com a atualidade onde, por motivos 
principalmente econômicos, procura-se fabricar cada vez mais complexas, já que os processos 
convencionais tornam-nas extremamente onerosas. 
Os metais mais usados são: Al, Cu, Sn, Ni Ta, Ag, Be, Ti, Fe, Co. 
 
VANTAGENS 
● Reduz ao mínimo as perdas de matéria prima 
● Facilita o controle exato da composição química desejada 
● Elimina ou reduz operações de usinagem 
● Possibilita bom acabamento superficial 
● Processo produtivo de fácil automação 
● Produtos obtidos de alta pureza 
 
 
 
DESVANTAGENS 
● Limita a forma geométrica da peça 
● Obriga a execução de grandes lotes de produção (devido ao alto custo) 
● Limita o tamanho da peça 
● Fragilidade 
 
 
PROPRIEDADES DOS SINTERIZADOS: 
● Densidade​: Peças produzidas com esse método podem apresentar baixa ou alta densidade; 
7 
 
● Porosidade​: Auxilia na lubrificação da peça produzida; 
● Permeabilidade​: Através da compactação e da sinterização pode-se controlar o fluxo e até 
mesmo dar passagem seletiva a materiais diferentes; 
● Propriedades mecânicas​: Influenciadas principalmente pela composição química do pó 
utilizado; 
● Ductilidade​: como há presença de poros, a deformação plástica antes da fratura é baixa. 
 
FENÔMENOS QUE OCORREM DURANTE A SINTERIZAÇÃO 
● Ligação inicial entre partículas 
● Crescimento de pescoço (resulta em um maior grau de ligação) 
● Fechamento dos canais que interligam os poros 
● Arredondamento dos poros 
● Densificação ou contração dos poros 
● Crescimento dos poros eventualmente 
 
UTILIDADE 
● Indústria automobilística 
● Refrigeração 
● Eletrodomésticos 
● Jardinagem 
● Materiais magnéticos 
● Buchas 
● Compósitos Magnéticos Moles - SMC 
 
 
 
 
 
8 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
Conformação plásticados metais cap.1, Notas de estudo de Engenharia Mecânica. Disponível em 
https://www.docsity.com/pt/conformacao-plasticados-metais-cap-1/4723578/ . Acesso em: 
20/03/2020. 
 
Conformação de metais. Disponível em ​http://araucaria-ind.com.br/conformacao-de-metais/​. 
Acesso em: 20/03/2020. 
 
Conformação mecânica . Disponível em: 
http://redeetec.mec.gov.br/images/stories/pdf/eixo_ctrl_proc_indust/tec_metal/conform_mec/16
1012_confor_mec.pdf​. ​Acesso em: 20/03/2020. 
 
Metalúrgica do Pó. Disponível em: 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4462634/mod_resource/content/1/Metalurgia%20do%2
0p%C3%B3.pdf​. Acesso em 20/03/2020. 
9 
 
https://www.docsity.com/pt/conformacao-plasticados-metais-cap-1/4723578/
http://araucaria-ind.com.br/conformacao-de-metais/
http://redeetec.mec.gov.br/images/stories/pdf/eixo_ctrl_proc_indust/tec_metal/conform_mec/161012_confor_mec.pdf
http://redeetec.mec.gov.br/images/stories/pdf/eixo_ctrl_proc_indust/tec_metal/conform_mec/161012_confor_mec.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4462634/mod_resource/content/1/Metalurgia%20do%20p%C3%B3.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4462634/mod_resource/content/1/Metalurgia%20do%20p%C3%B3.pdf