Lista de exercícios de Metalurgia do Pó 1) Explique sucintamente sucintamente o gráfico gráfico abaixo que compara compara um processo convencional convencional de fabricação com o processo MP.
A explicação, certinha como Oscar quer, está com Ricardo. 2) Explique qual qual a principal principal diferença diferença entre pós cerâmicos cerâmicos e metálicos? metálicos? Pós cerâmicos: são mais finos, por conseguinte possuem maior área superficial. 3) Quais as etapas etapas na manufatura manufatura de um componente componente via via processos MP? 1-Produção de pós, 2-mistura (homogeneização), 3-compactação (HIP, CIP ou MIM), 4-sinterização (obs: no processo HIP ocorre sinterização juntamente juntamente com a compactação, logo, dispensa a etapa de compactação posterior) e 5-operação secundárias (caso necessário: usinagem, calibração, tratamento térmico, etc). OBS: Para estudar para prova é bom estudar cada etapa. 4) Que tipo de pó apresenta apresenta a maior maior área de superfície superfície específica? específica? O pó cerâmico ou o pó metálico? Pós cerâmicos 5) Quais os principais principais processos processos de preparação preparação de pós metálicos? metálicos? 1- Processos mecânicos (moagem de alta energia e usinagem pela produção de cavaco), 2-atomização, 3-redução de óxidos finos e 4-eletrolítica.
6) O método de atomização é o mais utilizado para a preparação de pós metálicos. Descreva em linhas gerais o método e as principais variáveis que influem no processamento. Variáveis: Tipo de gás utilizado (He, Ar, Ar, H2O), velocidade do gás, pressão do gás, diâmetro do obturador, tempo de vôo. A explicação, certinha como Oscar quer, está com Ricardo. 7) Explique os processos de infiltração e impregnação. Cite exemplos e explique a utilização desses dois processos na manufatura de componentes. Impregnação: peça poroso impregnada com óleo. (ex: mancais de bronze) Infiltração: Peça porosa infiltrada com metal líquido. (ex: contato elétrico) 8) Quais os principais processos da etapa de conformação de pós metálicos para a fabricação de componentes? Obs: esqueci qual a observação Oscar fez sobre essa questão. (não a respondeu) 9) Defina sucintamente o processo de sinterização nos metais. Sinterização: A sinterização consiste no aquecimento dos compactados verdes, obtidos na operação de compactação, a temperaturas elevadas, porém abaixo do ponto de fusão do metal ou do principal constituinte da liga metálica considerada, sob condições controladas de tempo, temperatura e atmosfera. Obs: igual ao slide do arquivo PM_TRATAMENTOS_TÉRMICOS[1].ppt. 10)Qual a força motriz no processo de sinterização de uma maneira geral e de maneira específica na sinterização de metais e ligas metálicas? A força motriz para a sinterização é a redução da área superficial (e da energia superficial) obtida pela substituição de um pó solto tendo superfícies com alta energia (sólido-vapor) por um sólido ligado tendo contornos de grão com energia mais baixa. Obs: igual ao slide do arquivo PM_TRATAMENTOS_TÉRMICOS[1].ppt. 11) Quais as etapas na sinterização SSS (solid state sintering)? Sinterização inicial: rearranjo das partículas de pó e formação de uma ligação forte ou pescoço nos pontos de contato entre partículas; densidade relativa aumenta ~10%. Sinterização intermediária: tamanho dos contatos aumenta, porosidade diminui substancialmente e partículas se aproximam levando à retração da peça; contornos de grão (e grãos) são formados e crescem lentamente; densidade relativa pode chegar a ~90%; estágio termina quando os poros estão isolados. Sinterização final: poros se fecham e são eliminados lentamente com pouca densificação; tamanho de grão aumenta. Obs: igual ao slide do arquivo PM_TRATAMENTOS_TÉRMICOS[1].ppt. 12) Quais as etapas na sinterização com fase líquida LPS (liquid phase sintering)? Rearranjo de partículas: formação e fluxo viscoso de um líquido que molha o sólido, se espalha e junta as partículas por pressão capilar, causando alguma densificação. Solução-precipitação: dissolução de a. partículas sólidas pequenas no líquido e precipitação nas superfícies sólidas de partículas grandes; b. contatos partícula-partícula e precipitação em grãos não comprimidos;
c. cantos agudos e precipitação em superfícies côncavas. Coalescência: crescimento de grão ocorre de modo a formar um esqueleto sólido de partículas. Obs: igual ao slide do arquivo PM_TRATAMENTOS_TÉRMICOS[1].ppt. 13) Quais as atmoferas de sinterização mais utilizadas? Vácuo, atmosfera redutora (H2 e N2 (gás verde)), gás inerte (He e Ar) 14)Explique em que consiste a moldagem por injeção (MIM- Metal Injection Moulding). Como surgiu o processo MIM e para a manufatura de que tipo de peças ou componentes metálicos esse processo se adequa melhor? Obs: não copiei, estava entrando na sala de aula. (caso Ricardo não a tenha, vou pesquisar nos slides) 15) Quais os dois tipos de moldagem por injeção? Alta pressão e baixa pressão. 16) Qual a etapa mais cara e mais crítica do processo da moldagem por injeção? Etapa de extração. Obs: há o detalhe da peça poder ser manuseada, lubrificação da matriz, etc. 17) Explique o processo HIP (Hot Isostatic Pressing) ou compactação isostática a quente. Obs: Não tenho ainda a resposta na forma que Oscar quer, preciso pegar com Ricardo, caso ele também não tenha vou copiar dos slides. 18) Qual a vantagem mais imediata da utilização da compactação isostática a quente (HIP)? Material sofre compactação juntamente com sinterização, ou seja, não precisa sinterização posterior. 19) Como a compactação isostática a quente melhora as propriedades mecânicas e a trabalhabilidade dos componentes? Maior homogeneidade, menor tamanho médio de grãos, melhor distribuição das fases, otimização microestrutural, menor ocorrência de segregações. 20) Cite exemplos de componentes fabricados via compactação isostática a quente (HIP). aços rápidos, compósitos de matrizes metálicas, materiais magnéticos; 21) O que significa o termo “near-net shape”? Forma próxima da original. 22) No caso da CIP (compactação isostática a frio), em que a última difere da HIP? Na HIP o material já sai sinterizado, na CIP a sinterização ocorre após a compactação. 23) Qual a etapa subseqüente do processo CIP? Sinterização.
24) Na fabricação de um componente usado como contato elétrico de tungstênio e cobre (W-Cu) qual seria o processo utilizado? E na fabricação de um mancal poroso? Como funciona um mancal poroso fabricado por MP? Contato elétrico de Tungstênio e Cobre (HIP) Mancais porosos ou autolubrificante (CIP) Ao submeter o mancal à rotação, o óleo é arrastado dos poros até a superfície do eixo por conseqüência do aumento de temperatura que diminui a fluidez do óleo, promovendo a formação de película lubrificante. Interrompendo-se a rotação, o óleo é reabsorvido aos poros por efeitos de capilaridade e tensão superficial. Obs: eu preciso verificar essa resposta com Ricardo, na forma certinha como Oscar quer. 25) Qual seria uma rota alternativa na fabricação de um contato elétrico de tungstênio- cobre (W-Cu)? Moagem de alta energia. 26) Em que consiste o processo de mechanical alloying (mecanosíntese)? Síntese de misturas de pós elementares, puros ou combinados, em moinhos de alta energia, por moagem a seco. Os elementos são colocados em uma jarra contendo bolas, ocorrendo colisão entre alas e o material a ser moído. Promove-se a quebra das partículas e formação de compostos devido à energia liberada (repetidas soldagens seguidas de fraturas). Obs: preciso confirmar junto aos slides. 27)Como você avaliaria a evolução de um processo de mecanosíntese para a obtenção de uma liga a partir dos pós elementares? Que técnica você utilizaria? Obs: preciso confirmar junto aos slides .
