Lubrificantes e aglutinantes são auxiliares de processamento críticos incorporados em misturas de pó de aço para garantir tanto a eficiência da fabricação quanto a integridade física do componente antes de ser sinterizado. Esses aditivos alteram fundamentalmente o comportamento do pó metálico sob pressão, transformando partículas soltas em uma forma coesa e precisa conhecida como compactado "verde".
Embora necessários para o processamento, esses aditivos são agentes temporários. Eles protegem ferramentas caras contra o desgaste e unem o pó em uma forma sólida que pode suportar o manuseio antes da fase final de sinterização.
Otimizando o Processo de Prensagem
O principal desafio na Metalurgia do Pó (PM) é superar o atrito. Sem aditivos, o pó metálico é abrasivo e resistente ao fluxo.
Redução do Atrito Interno e Externo
Durante a compactação, o atrito ocorre em duas áreas distintas: entre as partículas individuais do pó e entre o pó e as paredes do molde.
Lubrificantes são adicionados (geralmente em concentrações de cerca de 0,9%) para revestir essas superfícies. Isso permite que as partículas deslizem umas sobre as outras, melhorando a compressibilidade e garantindo que o pó se compacte de forma uniforme e densa.
Protegendo as Ferramentas
As pressões envolvidas na compactação de pó de aço são imensas. Sem lubrificação, a natureza abrasiva do aço degradaria rapidamente a matriz.
Os aditivos criam uma película protetora na interface da parede do molde. Isso impede que o pó risque ou danifique a cavidade do molde, estendendo significativamente a vida útil de suas ferramentas.
Garantindo a Integridade Estrutural Antes da Sinterização
Uma vez que o pó é prensado, ele deve manter sua forma até ser sinterizado (aquecido). Esse estado é referido como estado "verde".
Aumentando a Resistência Verde
Aglutinantes atuam como um adesivo temporário dentro do compactado. Eles aumentam a resistência verde da peça, garantindo que as partículas interligadas não se separem.
Essa estabilidade estrutural é vital. Ela permite que a peça prensada frágil seja movida da prensa para o forno de sinterização sem desmoronar ou deformar sob seu próprio peso.
Facilitando a Ejeção Segura
O momento mais perigoso para uma peça verde é a ejeção do molde.
Lubrificantes impedem que a peça compactada grude na matriz. Ao reduzir a força necessária para empurrar a peça para fora, eles evitam que o componente seja arranhado, rachado ou sofra falha estrutural durante o processo de desmoldagem.
Compreendendo os Compromissos
Embora os aditivos sejam essenciais para a fase de prensagem, eles introduzem variáveis que devem ser gerenciadas cuidadosamente.
Deslocamento de Volume
Lubrificantes e aglutinantes não são metálicos. Eles ocupam espaço dentro do compactado que, de outra forma, poderia ser ocupado por aço. Portanto, o uso excessivo de aditivos pode limitar a densidade final máxima da peça.
A Necessidade de Remoção
Esses aditivos são necessários apenas para a conformação; são impurezas no produto final. Eles devem ser completamente removidos, geralmente através de uma fase de "queima" durante a sinterização. Se não forem removidos corretamente, podem deixar resíduos que enfraquecem o componente de aço final.
Equilibrando Processabilidade e Desempenho
A aplicação bem-sucedida de PM depende de encontrar a proporção correta de aditivos para pó.
- Se o seu foco principal for a Vida Útil da Ferramenta: Priorize lubrificação suficiente para minimizar o atrito na parede da matriz e evitar danos caros ao molde.
- Se o seu foco principal for a Complexidade da Peça: Garanta concentração adequada de aglutinante para manter alta resistência verde, prevenindo quebras durante a ejeção de formas intrincadas.
Em última análise, a estratégia de aditivos correta protege seu equipamento enquanto garante que a peça chegue ao forno de sinterização intacta e sem defeitos.
Tabela Resumo:
| Característica | Papel do Lubrificante | Papel do Aglutinante |
|---|---|---|
| Função Principal | Reduz o atrito entre as partículas e as paredes da matriz | Fornece adesão temporária para manter a forma da peça |
| Impacto nas Ferramentas | Previne riscos na matriz e estende a vida útil do molde | Impacto direto mínimo no desgaste das ferramentas |
| Qualidade da Peça | Facilita a ejeção suave sem rachaduras | Aumenta a "resistência verde" para manuseio seguro |
| Concentração Chave | Geralmente ~0,9% da mistura | Equilibrada para complexidade e densidade da peça |
| Estágio Final | Removido durante a queima/sinterização | Removido durante a queima/sinterização |
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Referências
- František Nový, Miloš Mičian. The Influence of Induction Hardening, Nitriding and Boronising on the Mechanical Properties of Conventional and Sintered Steels. DOI: 10.3390/coatings14121602
Este artigo também se baseia em informações técnicas de Kintek Press Base de Conhecimento .
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