Influência da formação de fase líquida na microestrutura e nas prosperidades mecânicas e tribológicas de compósitos autolubrificantes de matriz ferrosa

Abstract

Um problema comum que ocorre durante o desenvolvimento ? via metalurgia do pó convencional ? de materiais autolubrificantes con-tendo sólidos lamelares consiste no espalhamento do lubrificante sólido entre as partículas que comporão a matriz durante as etapas de mistura e compactação dos pós. Isso dificulta a formação de necks durante a sinterização, o que afeta negativamente as propriedades mecânicas do material. Uma das maneiras de superar esse problema é utilizando a técnica de sinterização assistida por fase líquida, que além de atuar como catalisadora da sinterização também atua promovendo o rearranjo dos lubrificantes sólidos ao longo do volume do compósito. Nesse sentido, buscando contribuir para o desenvolvimento dos compósitos sinterizados auto-lubrificantes a seco que apresentam simultaneamente alta resistência mecânica e boas propriedades tribológicas, neste trabalho foi estudada a influência da formação de fase líquida na microestrutura e nas propriedades mecânicas e tribológicas de compósitos autolubrificantes a seco de matriz ferrosa. Após as amostras sinterizadas terem sido submetidas a análises microestruturais e ensaios mecânicos e tribológicos, observou-se que o aumento do teor do elemento formador da fase líquida (cobre) gerou melhorias na homogeneização dos elementos de liga, coalescimento e esferoidização das descontinuidades (consistindo em poros e estoques de lubrificante sólido ? hBN e grafite) e suavização dos seus contornos, aumento significativo na continuidade da matriz metálica e melhorias nas propriedades mecânicas e tribológicas dos compósitos.<br>

Abstract : A common problem that occurs during the development ? via conventional powder metallurgy route ? of self-lubricating materials containing lamellar solids consists in spreading the solid lubricant among the particles that will make up the matrix during the mixing and pressing steps of the powders. This difficult the necks formation during sintering, which negatively affects the mechanical properties of the material. Among the ways to overcome this is using the liquid phase sintering technique, which beyond acts as a sintering catalyzer also acts promoting the rearrangement of the solid lubricants throughout the composite volume. At this sense, seeking to contribute with the development of the dry self-lubricant sintered composites which simultaneously present high mechanical resistance and good tribological properties it was studied the influence of the liquid phase formation on the microstructure and on the mechanical and tribological properties of ferrous matrix dry self-lubricant composites. Thus, after the sintered samples had been submitted to microstructural analysis and mechanical and tribological tests it was observed that the increase in the content of the liquid phase forming element used (copper) generated improvements in the homogenization of the alloy elements, coalescence, spheroidization and shape smoothing of the discontinuous phases (consisting of pores and stocks of solid lubricant ? hBN and graphite), a significant increase in the continuity of the metal matrix and improvements in the mechanical and tribological properties of the composites.