As máquinas de sinterização são utilizadas para comprimir e fundir pós e aglutinantes para formar peças integrais e complexas.
Este processo envolve duas fases principais: a formação de um componente fraco e sobredimensionado através da compactação, seguida de uma fase de cozedura que expulsa o aglutinante e funde as partículas numa peça totalmente resistente.
4 Fases chave da sinterização: Da compactação às peças totalmente resistentes
Fase 1: Compactação e formação de um componente sobredimensionado
Na primeira fase, os pós metálicos e os aglutinantes são comprimidos para criar a forma desejada.
Este processo de compactação resulta numa peça "verde" que é sobredimensionada e tem propriedades mecânicas fracas.
A compactação é normalmente conseguida utilizando uma prensa uniaxial ou meios mecânicos semelhantes, que aplicam pressão à mistura de pós para formar uma massa coerente.
Fase 2: Sinterização e formação de uma peça totalmente resistente
A segunda fase envolve o aquecimento da peça compactada num forno de sinterização.
O forno tem zonas distintas:
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Zona de pré-aquecimento: Aqui, os lubrificantes ou aglutinantes fundem, vaporizam ou exsudam para a superfície, o que é crucial para evitar defeitos como a formação de bolhas durante a fase de sinterização subsequente.
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Zona de sinterização: A peça é aquecida a uma temperatura abaixo do ponto de fusão dos componentes metálicos. Este aquecimento facilita um processo de difusão em que os grãos de pó crescem juntos e se unem, melhorando significativamente as propriedades mecânicas da peça. Durante este processo, ocorre uma pequena contração, que foi tida em conta durante a compactação inicial para garantir que as dimensões finais estão corretas.
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Controlo do arrefecimento: A taxa a que a peça é arrefecida pode ser ajustada para influenciar as propriedades finais da peça.
Processos e controlos adicionais
Podem ser utilizadas várias técnicas de sinterização, dependendo dos materiais e das propriedades pretendidas, incluindo a sinterização em pó solto, a sinterização em fase líquida e a sinterização por pressão.
A infiltração envolve o preenchimento dos poros do produto sinterizado com um metal ou liga de ponto de fusão inferior para melhorar as propriedades da peça.
A desparafinagem/queima envolve o aquecimento para remover aditivos orgânicos, como aglutinantes ou lubrificantes.
O SPS (Spark Plasma Sintering) é um método de sinterização mais avançado que utiliza a descarga de impulsos DC para gerar plasma de faíscas, o que ajuda no processo de sinterização. Permite um controlo preciso da temperatura e da pressão, melhorando a eficiência e a qualidade da sinterização.
Em geral, a máquina de sinterização é um sistema complexo que integra a compactação mecânica com o processamento térmico para transformar materiais em pó em peças fortes e complexas com propriedades controladas.
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