O que é a laminagem de pó

A laminagem de pós é um processo de conformação de metais, em que os princípios da metalurgia dos pós e da laminagem de chapas são incorporados para formar uma tira contínua diretamente a partir de pós metálicos. Os pós são compactados entre rolos contra-rotativos até formarem uma tira verde e, em seguida, sinterizados abaixo do ponto de fusão para obter uma ligação metalúrgica e uma densidade elevada. O processo evita a fusão e a fundição, poupa energia, minimiza a perda de matéria-prima e permite um controlo rigoroso da composição da liga e do calibre da tira. É especialmente promissor no caso do magnésio, do titânio e das ligas refractárias que são difíceis de fundir ou moldar pelos processos tradicionais.

História da laminagem a pó

O princípio da laminagem de pós foi introduzido pela primeira vez em 1843, com os primeiros ensaios de Henry Bessemer para comprimir pós de cobre em folhas. Este método tornou-se viável durante a década de 1950, quando Naeser e Zirm203-205 relataram a laminação de pós de ferro para formar tiras contínuas. Pouco tempo depois, a Sylvania Electric Products e a Comissão de Energia Atómica dos EUA utilizaram-no para fabricar chapas metálicas para componentes de reactores nucleares. Em 1959, a empresa concebeu uma sequência ininterrupta de laminagem de pós, sinterização e laminagem a quente para o fabrico de tiras de cobre e níquel. Entre as décadas de 1960 e 1970, deu-se o grande avanço industrial; não só este processo foi alargado ao alumínio, como também a têmpera por salpico de ligas de níquel, molibdénio e aço evoluiu para a formação de vidro metálico a granel, tendo sido produzidas grandes chapas industrialmente úteis utilizando a laminagem por pulverização, que são formadas por solidificação direta num rolo rotativo arrefecido a água a partir da massa fundida sob a forma de revestimento denso.

Processo de fabrico de laminagem a pó

Normalmente, a laminagem de pó pode ser dividida em quatro fases inter-relacionadas: preparação do pó, compactação do rolo, sinterização e densificação pós-sinterização.

Preparação e mistura de pós

Os pós de metais ou ligas de alta pureza são produzidos por atomização, redução química ou liga mecânica. As caraterísticas de empacotamento e a força de ligação são regidas pelo tamanho das partículas, morfologia e estado da superfície. Os pós são misturados para obter uma composição química homogénea e propriedades de fluxo antes da moagem.

Compactação por rolo (formação de faixa verde)

A mistura de pó é alimentada entre um par de rolos contra-rotativos onde é comprimida para produzir uma folha verde contínua a alta pressão. As partículas reorientam-se e deformam-se plasticamente, formando-se um encravamento mecânico durante a compactação. Os parâmetros variáveis de controlo - abertura do rolo, altura de alimentação e largura da tira - regulam a densidade e a consistência da tira verde. Por exemplo, os testes efectuados em liga de magnésio revelaram um melhor resultado com uma abertura do rolo de aproximadamente ±0,10 mm, uma altura de alimentação de cerca de 20 cm e uma largura de tira igual a 10 cm. Uma pressão de rolo excessivamente elevada pode resultar na fissuração da superfície e um grande intervalo de processamento pode resultar numa ligação insuficiente. A alimentação e os confinamentos laterais são cruciais para estabilizar a alimentação contra gradientes de densidade e defeitos nas bordas.

Sinterização

A tira compactada é sinterizada num ambiente controlado, tipicamente árgon ou vácuo, para evitar a oxidação e, subsequentemente, para a ligação por difusão. Nos compósitos à base de magnésio, a ligação nas fases iniciais e intermédias é facilitada pela sinterização a 400-550 °C, sendo a densificação total conseguida através de um método de pré-sinterização a 550 °C, redução a frio até cerca de 50% e sinterização final a 600 °C. A presença de fases eutécticas Mg-Zn/Mg-Al em torno de ∼342/∼440 °C produz um líquido transiente que tem uma influência significativa na ligação das partículas, bem como uma melhor densificação.

Densificação pós-sinterização

Para alterar ainda mais a microestrutura e a densificação, a tira sinterizada pode ser relaminada ou trabalhada a frio. Isto remove qualquer porosidade remanescente, melhora o acabamento da superfície e deixa uma estrutura de grão uniforme. De acordo com a observação microestrutural, foram obtidos grãos recristalizados mais finos e uma maior resistência através de uma forte deformação imediatamente antes da sinterização final.

Aplicações da laminagem a pó

A laminagem a pó é utilizada numa vasta gama de domínios de engenharia que exigem chapas metálicas estreitas, homogéneas e de desenvolvimento.

Indústria automóvel e aeroespacial

Tiras de produção de magnésio leve e liga de alumínio para caixas, componentes de transmissão, reforço estrutural.

Equipamento elétrico e eletrónico

Fabrico de chapas de cobre, níquel e ligas magnéticas para conectores electrónicos, peças de sensores e componentes de blindagem.

Filtragem

Através da laminagem de pó, chapas metálicas porosas de aço inoxidável, bronze, titânio e níquel podem ser produzidos com uma permeabilidade controlada com precisão para processos de filtração, separação e catalíticos.

Engenharia energética e nuclear

Geração de tiras de ligas resistentes ao calor e à corrosão, incluindo mas não se limitando a sistemas à base de Fe-Cr, Ni-Mo ou Ti utilizados em permutadores e componentes de reactores.

Compósitos e revestimentos

Fabrico de materiais multicamadas/funcionalmente graduados (por exemplo, Cu-Ni-Cu, Al-Fe) por laminagem de pó e sinterização em sequência.

Desenvolvimento de ligas avançadas

As aplicações de investigação são o fabrico de tiras de liga de magnésio forjado e contêm rácios de resistência ao peso significativamente melhores, bem como uma estrutura de grão fino em comparação com o magnésio fundido.

A laminagem de pós, por sua vez, é versátil porque também permite a produção de materiais magnéticos, bem como de ligas de alta temperatura e intermetálicos, o que tornou este processo importante para os materiais e o fabrico modernos.

Vantagens da laminagem a pó

As vantagens técnicas e económicas da laminagem de pó em relação ao fabrico tradicional de chapas incluem

Elevada utilização de materiais

s matérias-primas têm um rácio de utilização superior a 95%, uma vez que o pó utilizado seria quase totalmente transformado em forma de tira.

Poupança de energia e de custos

Elimina a necessidade de fusão e fundição, resultando numa redução das necessidades totais de energia e dos custos do processo.

Design de liga flexível

Capaz de misturar pós elementares para obter ligas ou compósitos difíceis de obter por fusão convencional.

Estrutura uniforme Micro

A produção controlada do tamanho das partículas e as operações de sinterização garantem uma distribuição uniforme da densidade a longo prazo e proporcionam estruturas de aço mais limpas.

Capacidade de produção contínua

Produção de grandes volumes de tiras metálicas, folhas e placas compostas.

Metais difíceis de maquinar

Ideal para materiais difíceis de maquinar, incluindo magnésio, titânio e ligas refractárias (sim, mesmo os Inconels deste mundo).

Capacidade de integração

Facilmente integrável com ligação por difusão, infiltração ou prensagem a quente para realizar materiais multimetálicos ou funcionais da próxima geração.

Na produção moderna, a laminagem de pós preenche o vazio entre a PM e a laminagem tradicional; proporciona um processamento de baixo custo e repetível em pequenas e grandes escalas para tiras metálicas de elevado desempenho e materiais compósitos nos sectores automóvel, aeroespacial e energético.

Somos uma empresa dedicada fábrica de filtros sinterizados na China. Para além de produzirmos chapas metálicas porosas através do processo de laminagem de pó, também fornecemos uma vasta gama de produtos de filtragem sinterizados, incluindo elementos filtrantes sinterizados, respiradouros sinterizados, silenciadores pneumáticos sinterizados e cartuchos de filtro sinterizados. Os nossos produtos proporcionam uma elevada eficiência de filtragem, uma longa vida útil e uma excelente capacidade de reutilização graças à sua estrutura duradoura e ao seu design lavável.