Quando o metal quente é comprimido, o processo envolve a aplicação de calor e pressão, conhecido como prensagem a quente. Este método é particularmente eficaz para a conformação de materiais duros e quebradiços, tais como pós metálicos e cerâmicos, e é amplamente utilizado na consolidação de ferramentas de corte e cerâmicas técnicas.
Resumo do processo:
A prensagem a quente envolve a aplicação simultânea de calor e pressão a um pó ou pó compacto a temperaturas suficientemente elevadas para induzir processos de sinterização e de fluência. Isto leva à densificação através do rearranjo das partículas e do fluxo de plástico nos contactos das partículas.
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Explicação pormenorizada:
- Aplicação de calor e pressão:
- O processo começa com o enchimento de um molde de grafite com o pó solto ou com a peça pré-compactada. Este molde permite o aquecimento por indução ou resistência até temperaturas extremamente elevadas, normalmente cerca de 2.400 °C (4.350 °F), e as pressões podem atingir até 50 MPa (7.300 psi).
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A combinação de alta temperatura e pressão promove o processo de sinterização, onde as partículas se unem nos seus pontos de contacto, levando a uma redução da porosidade e a um aumento da densidade.
- Tipos de aquecimento:
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Existem três tipos principais de aquecimento utilizados na prensagem a quente: aquecimento por indução, aquecimento por resistência indireta e técnica de sinterização assistida por campo (FAST) ou prensagem direta a quente. Cada método serve para aquecer o material de forma uniforme e eficiente, facilitando o processo de sinterização.
- Efeitos da temperatura, pressão e tempo:
- A temperatura e a pressão aplicadas durante a prensagem a quente influenciam significativamente a contração e a densidade final do produto. Temperaturas mais elevadas e pressões maiores resultam numa contração mais forte do lingote prensado inicialmente, e o tempo necessário para a densidade estabilizar é mais curto.
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O tempo de retenção também desempenha um papel crucial. Uma vez atingido um determinado limite, novos aumentos no tempo de espera não aumentam a densidade, indicando a conclusão do processo de densificação.
- Desoxidação e controlo atmosférico:
As altas temperaturas podem causar a oxidação dos metais, o que é indesejável no processo de sinterização. Para evitar a oxidação, é criada uma atmosfera inerte na câmara de sinterização através da introdução de azoto e da extração de oxigénio. Este gás inerte actua como uma barreira, impedindo a oxidação e assegurando a integridade do metal sinterizado.Conclusão:
