Os métodos de sinterização de pós são utilizados principalmente para densificar pós metálicos, cerâmicos e compostos intermetálicos de metais refractários.
Estes métodos conduzem à formação de estruturas sólidas com as propriedades físicas e mecânicas desejadas.
O processo envolve várias fases, incluindo o fabrico do pó, a mistura, a moldagem, a sinterização e o pós-tratamento.
Existem dois tipos principais de métodos de sinterização: sinterização sem pressão e sinterização sob pressão.
1. Sinterização sem pressão
Este método envolve o aquecimento da mistura de pó compactado a uma temperatura abaixo do seu ponto de fusão.
Permite que a difusão atómica ocorra através dos limites das partículas, fundindo-as assim numa peça sólida.
Este processo é normalmente utilizado para materiais com pontos de fusão elevados, como a alumina, o carboneto de boro e o tungsténio.
Atingir o ponto de fusão é impraticável ou desnecessário para estes materiais.
2. Sinterização sob pressão
Trata-se da aplicação de pressão externa durante o processo de sinterização.
Aumenta a densificação e as propriedades mecânicas do produto final.
Existem três formas principais de sinterização sob pressão:
2.1 Prensagem isostática a quente (HIP)
Este método utiliza temperaturas elevadas combinadas com pressão isostática de gás para obter uma elevada densidade e uniformidade nos materiais sinterizados.
2.2 Prensagem a quente (HP)
Aqui, a aplicação simultânea de calor e pressão uniaxial é utilizada para consolidar o pó.
Isto conduz a uma rápida densificação e a tempos de sinterização reduzidos.
2.3 Sinterização por pressão de gás (GPS)
Esta técnica envolve a sinterização sob uma atmosfera de gás inerte a pressões elevadas.
Ajuda a evitar o crescimento de grãos e a melhorar as propriedades mecânicas das peças sinterizadas.
3. Fases do processo de sinterização
O processo de sinterização propriamente dito pode ser dividido em três fases:
3.1 Composição do pó de sinterização
A fase inicial consiste em selecionar e misturar os pós metálicos adequados para obter as propriedades desejadas do produto final.
3.2 Compactação dos metais em pó
Os pós misturados são depois compactados na forma desejada, utilizando métodos como a prensagem ou a moldagem por injeção.
3.3 Aquecimento dos materiais de sinterização
Os materiais compactados são aquecidos a temperaturas elevadas em atmosferas controladas (inertes, redutoras ou oxidantes) para facilitar a difusão atómica e a ligação entre as partículas.
4. Impacto do método e das condições de sinterização
A escolha do método e das condições de sinterização tem um impacto significativo nas propriedades finais do produto sinterizado.
Estas propriedades incluem a porosidade, a densidade, a resistência e a dureza.
Factores como a temperatura de sinterização, o tempo e as caraterísticas do pó utilizado são cruciais para determinar a qualidade e o desempenho dos materiais sinterizados.
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