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Abstract:
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Este trabalho apresenta uma abordagem global do processo de moldagem de pós por injeção, com ênfase na formulação e remoção de ligante, visando à redução do tempo de remoção sem afetar negativamente as propriedades físicas/mecânicas das peças sinterizadas. Inicialmente, analisou-se o efeito do ácido esteárico, da carga de pó cerâmico e da temperatura na viscosidade das misturas de alumina com os seguintes sistemas de ligante: parafina(P)-polipropileno(PP)-ácido esteárico(AE), parafina(P)-polietileno(PE)-ácido esteárico(AE) e parafina(P)-etileno-acetato de vinila(EVA)-ácido esteárico(AE). A mistura do sistema P-PP-AE apresentou melhores propriedades reológicas para a moldagem. Por isso, esse sistema foi selecionado para fazer um estudo mais sistemático, verificando a influência da parafina na reologia, moldabilidade e remoção de ligante. Para tal, foram preparadas quatro formulações com diferentes teores de parafina (P/PP = 3:1, 3:2, 1:1 e 1:3 em volume), mantendo-se fixo o conteúdo, em volume, de Al2O3 em 60% e de AE em 2,4%. A dispersão do pó no ligante e os ensaios reológicos foram executados no misturador de duplo rotor e no reômetro capilar, respectivamente. Otimizou-se a remoção de ligante, empregando a técnica de remoção por solvente seguida da térmica. A sinterização foi efetuada em um forno resistivo a 1600ºC por um período de 1 h em ambiente atmosférico. Paralelamente a este trabalho, foram preparadas várias peças por injeção de uma mistura comercial (à base de alumina, parafina e polietileno) a fim de comparar as propriedades físicas e mecânicas. Para isso, foram analisadas a retração, a densidade, a porosidade, a microestrutura e a resistência à flexão das peças sinterizadas. Verificou-se que o ácido esteárico atua como surfactante apenas em misturas em que o polímero interage fracamente com a superfície da alumina. A formulação de menor teor de parafina (P/PP=1:3) apresentou maior homogeneidade e melhor moldabilidade e também se mostrou menos propensa à formação de defeitos de remoção, por isso foi escolhida para a sinterização. O tempo total de remoção de ligante das peças com teor intermediário de parafina (P/PP = 1:1) foi ligeiramente menor que o das P/PP = 2:3 e 1:3; por outro lado, as peças com maior teor de parafina, ou seja, os de P/PP = 3:1 demoraram aproximadamente o dobro de tempo daquela (P/PP = 1:1). Ambas as aluminas apresentaram bons resultados, sendo que a A1000 foi melhor que a alumina da mistura comercial em todos os aspectos, desde a remoção de ligante até as propriedades físicas e mecânicas das peças sinterizadas. A resistência à flexão da alumina A1000 sinterizada foi bem superior à da mistura comercial, 347 MPa e 258 MPa, respectivamente, demonstrando grande potencial para utilização industrial. |
