As peças sinterizadas são fabricadas através de um processo que envolve três operações principais: mistura de pós, compactação e sinterização. Este processo utiliza pós metálicos como matéria-prima. Estes pós são misturados com elementos de liga para obter caraterísticas específicas do material. O pó misturado é então compactado na forma desejada e sinterizado para formar um componente forte e de baixa porosidade.
O processo em 3 etapas de fabrico de peças sinterizadas
Mistura de pós: A base das peças sinterizadas
A matéria-prima para as peças sinterizadas é o pó metálico. Este pó pode ser um metal puro ou uma liga metálica. A escolha do tipo de pó afecta as propriedades do componente final. Os tipos mais comuns incluem pós esponjosos, irregulares, esféricos e laminares. O pó de base é misturado com vários elementos de liga para adaptar a composição química de acordo com as caraterísticas desejadas do material da peça final.
Compactação: Moldar o pó
Após a mistura, o pó é comprimido na forma pretendida. Isto pode ser feito utilizando uma pasta ou pó seco. O processo envolve a prensagem do material para formar uma peça compacta ou "verde". Esta peça é sobredimensionada e porosa, não totalmente ligada, e serve como precursor do componente sinterizado final.
Sinterização: Fusão das partículas
O processo de sinterização envolve o aquecimento da peça compactada a uma temperatura abaixo do ponto de fusão dos componentes. Este tratamento térmico tem como objetivo remover quaisquer aglutinantes e fundir as partículas metálicas entre si, melhorando as propriedades mecânicas da peça. Durante a sinterização, os grãos de pó crescem juntos através de um processo de difusão, formando ligações e resultando num conjunto de baixa porosidade. Ocorre uma pequena contração, que foi tida em conta durante a fase de compactação para garantir que as dimensões finais estão corretas. As propriedades da peça podem ainda ser ajustadas através do controlo da taxa de arrefecimento após a sinterização.
O processo de sinterização em si é rápido, demorando muitas vezes apenas alguns segundos. No entanto, as etapas de sinterização pós-forma, como o arrefecimento, podem demorar várias horas. O forno utilizado para a sinterização tem normalmente três zonas: pré-aquecimento, sinterização e arrefecimento. Na zona de pré-aquecimento, os lubrificantes são removidos para evitar defeitos na peça final. A zona de sinterização é onde ocorre a ligação efectiva das partículas. A zona de arrefecimento permite um arrefecimento controlado para definir as propriedades finais da peça.
Em geral, o processo de sinterização é um método versátil para produzir peças complexas com excelentes propriedades mecânicas a um baixo custo por peça. Isto torna-o uma escolha popular para o fabrico em várias indústrias.
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