Produção e caracterização da liga bronze de alumínio obtida via metalurgia do pó utilizando moagem de alta energia.

• Autor(a) principal: DIAS, Alexandre Nogueira Ottoboni
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
• Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1273

Os bronzes de alumínio são parte de uma classe de ligas de cobre que possuem excelentes propriedades mecânicas, a resistência à corrosão e ao desgaste, sendo utilizados na fabricação de buchas, válvulas, hélices e outras componentes da indústria aeroespacial e naval. No estado bruto de fusão, o material possui um ciclo de vida que começa na manufatura, com a usinagem para a produção de peças, e termina com a exclusão dos resíduos que, sob a forma de cavaco, são refundidos ou até descartados, prejudicando o meio ambiente. Assim, a possibilidade de reuso do material pela rota da metalurgia do pó (MP) é eficaz e propõe alto aproveitamento da matéria prima rejeitada com baixo impacto ambiental, boa tolerância dimensional e bom acabamento superficial, baixa energia de transformação, além de propriedades mecânicas vantajosas. Atualmente, há muito ainda a se explorar sobre processos de produção para este tipo de liga a partir de rejeitos de usinagem com o uso de técnicas como a moagem de alta energia (MAE). Portanto, esse trabalho tem como objetivo de analisar um material compósito, metal-cerâmico, produzido a partir de cavacos da liga bronze de alumínio, para que se avaliem suas propriedades para realizar comparações com o material no estado bruto de fusão. Para tal, foi produzido o pó da liga por MAE com tamanho de partículas reduzido através da adição de carbetos de vanádio (VC) e nióbio (NbC) que, em seguida, foi sinterizado de modo a se obter a melhor densificação e menor porosidade possível. Para tal, fez-se a otimização dos parâmetros dos processos de moagem e sinterização via metodologia Design of Experiments (DOE) com auxílio do software Minitab. Foram realizadas caracterizações via análise de tamanho de partículas, espectrometria de análise química, também microestruturais com a metalografia qualitativa, via microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-x (DRX), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), além de caracterizações mecânicas por meio de ensaios de dureza e compressão. Por fim, foram determinadas as densidades e porosidades teórica e aparente, para as condições propostas, tanto do material como recebido (CR), quanto dos pós, dos materiais sinterizados e daqueles tratados por têmpera seguida de revenimento (TQ-30). Os resultados confirmam a eficiência da MAE com a adição de VC e otimização do tempo de moagem na transformação de cavacos em partículas micro e nanométricas. A temperatura de sinterização se mostrou mais influente na densificação dos materiais sinterizado, com 5,7 g/cm³, e tratado, com 5,83 g/cm³, além de apresentar porosidades entre 20 e 30 %. Já o tratamento TQ-30 no material sinterizado promoveu o aumento da densidade e diminuição da porosidade. Também elevou a dureza até 87 Rockwell B (85 % da dureza do CR) e a resistência a compressão até quase 450 MPa (40 % da resistência do CR). Portanto, a aplicação da rota da MP com a MAE firma-se como alternativa para a obtenção de um material sinterizado de alta qualidade e propriedades mecânicas superiores.