Estudo reológico de uma mistura para moldagem de pós por injeção

Abstract

Uma das maiores limitações na obtenção de peças por metalurgia do pó é a limitação geométrica imposta às mesmas, principalmente pelo fato de serem obtidas por compactação uniaxial. Outra dificuldade oriunda da compactação uniaxial, é o gradiente de densidade resultante na peça compactada. Uma das alternativas que vem ganhando espaço nos centros de pesquisa e fábricas é a Moldagem de Pós por Injeção (MPI), processo no qual o pó não é simplesmente compactado como nos processos usuais da metalurgia do pó, mas injetado, o que é possível após este ser misturado a um ligante, adquirindo características adequadas para a injeção. O ligante, em uma proporção que varia de 40 a 60% em volume, é homogeneamente misturado ao pó, para em seguida a mistura ser injetada. Obtém-se, assim, a peça na sua geometria final ou muito próxima desta. Como esta mistura se comporta como um fluido à temperatura de injeção, ela pode preencher a cavidade de uma matriz, superando assim as limitações de geometria impostas pela compactação uniaxial. Após a injeção do material, a carga orgânica dever ser removida para que o pó, mantendo a geometria adquirida na injeção, possa ser sinterizado e o componente adquira suas propriedades finais. Pós finos e esféricos são geralmente utilizados devido à sua melhor sinterabilidade e facilidade na injeção. Pós com granulometria mais grosseira ou geometria irregular, apesar de um custo mais baixo, não são muito desejados devido ao seu baixo fator de empacotamento ou baixa sinterabilidade, gerando a necessidade de uma maior quantidade de ligante para fazer a mistura escoar durante a etapa de injeção, dificultando os processos subsequentes como remoção do ligante e sinterização. Neste trabalho estudou-se a influência da distribuição granulométrica do pó e da geometria do pó na viscosidade da mistura pó-ligante assim como nas diversas etapas do processo de MPI. A distribuição granulométrica foi tratada em termos de área superficial específica do pó. O aumento na área superficial de pó, mantendo-se volume constante, não apresentou influência na viscosidade, mas quanto maior área superficial específica na distribuição granulométrica de pó, maiores os valores obtidos de densidade final. Utilizando pós não-esféricos, percebeu-se que quanto maior o nível de deformação do pó maior o aumento provocado na viscosidade, e quanto menor a taxa cisalhante aplicada, mais preponderante esse efeito.