Quando o metal quente é comprimido, é submetido a um processo conhecido como prensagem a quente.
Este método combina calor e pressão para formar materiais duros e quebradiços, como pós metálicos e cerâmicos.
É amplamente utilizado em indústrias como as de ferramentas de corte e cerâmica técnica.
O que acontece quando se comprime metal quente? 5 etapas principais explicadas
1. Aplicação de calor e pressão
O processo começa por encher um molde de grafite com pó solto ou uma peça pré-compactada.
Este molde permite o aquecimento até temperaturas extremamente elevadas, normalmente cerca de 2.400 °C (4.350 °F).
As pressões podem atingir até 50 MPa (7.300 psi).
A combinação de alta temperatura e pressão promove o processo de sinterização.
É neste processo que as partículas se unem nos seus pontos de contacto, reduzindo a porosidade e aumentando a densidade.
2. Tipos de aquecimento
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 assegura que o material é aquecido de forma uniforme e eficiente, facilitando o processo de sinterização.
3. Efeitos da temperatura, da pressão e do tempo
A temperatura e a pressão aplicadas 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.
O tempo de retenção também desempenha um papel crucial.
Uma vez atingido um determinado limiar, novos aumentos no tempo de espera não aumentam a densidade, indicando a conclusão do processo de densificação.
4. Desoxidação e controlo atmosférico
As temperaturas elevadas podem provocar 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.
5. Conclusão
A prensagem a quente é um processo crítico na metalurgia dos pós que não só dá forma ao material como também melhora as suas propriedades mecânicas, como a densidade, a dureza e a resistência.
Controlando cuidadosamente a temperatura, a pressão e a atmosfera, é possível produzir componentes metálicos de alta qualidade com um mínimo de porosidade e óptimas propriedades mecânicas.
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