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Abstract:
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A produção do material de atrito de pastilhas de freio sinterizadas por metalurgia do pó oferece vantagens como estabilidade térmica, resistência ao desgaste e boa condutividade, sendo o cobre um material de matriz amplamente empregado. O material de atrito da pastilha deve ser integrado a uma plaqueta metálica, responsável por distribuir a força do pistão durante a frenagem, a qual, dependendo da geometria e requisitos de uso, também pode ser fabricada de forma mais vantajosa por metalurgia do pó, tanto do ponto de vista de performance mecânica quanto custo. Este trabalho teve como objetivo avançar a pesquisa da escala laboratorial para a industrial, abrangendo três frentes: validação do processo produtivo de uma pastilha de geometria comercial; desenvolvimento de geometria e liga para a plaqueta sinterizada, e avaliação de recobrimentos por deposição física de vapor (PVD) em cátodo oco. Para a validação do processo, foi desenvolvida uma nova matriz e die set, o material de atrito em geometria de linha foi compactado, sinterizado e unido à plaqueta por brasagem. No estudo de geometria e liga, uma plaqueta em escala reduzida foi simulada por elementos finitos, tendo como referência as propriedades do material atualmente usado, o ferro fundido nodular GJS 600-3. A partir de testes de sinterização, quatro ligas de pó metálico foram avaliadas como substitutas, enquanto o design da peça foi ajustado. No recobrimento, amostras de plaquetas de aço 1060 sinterizadas foram revestidas com cobre por PVD e analisadas metalograficamente. Os resultados confirmaram a funcionalidade do sistema de compactação e da união por brasagem em escala industrial. Os ensaios de flexão da plaqueta não reproduziram os valores da simulação, atribuindo-se a divergência às rebarbas de usinagem; ainda assim, a proposta final de geometria atingiu deformação de 1,47 mm – dentro do limite do modelo em ferro fundido – com a menor massa entre os modelos avaliados (1,61 kg). O recobrimento por PVD resultou em camada contínua de cerca de 3 µm, com indícios de difusão no substrato. A limitação geométrica do ensaio de névoa salina impediu a análise nas peças sinterizadas, mas um ensaio comparativo em amostras estampadas indicou desempenho superior do recobrimento eletrolítico de cobre frente à pintura padrão. Dessa forma o trabalho validou a viabilidade da rota produtiva em escala industrial e avançou na definição de geometria e liga da plaqueta, restando como próximos passos a conclusão do ensaio de emissão de particulados, os ensaios de tração das ligas candidatas e a validação quantitativa do recobrimento PVD por potenciostato. Palavras-chave: Metalurgia do pó; Brasagem; Plaqueta; Sinterização; PVD. |
