A impregnação é um processo secundário maravilhoso para preencher os poros de peças de metal em pó. Existe outro processo para fazer isso: Infiltração.
Infiltração em metalurgia do pó introduz metal fundido por meio de ação capilar, preenchendo os poros e solidificando para formar uma peça mais densa e coesa.
Como a infiltração de cobre é o processo de infiltração mais comum, vamos focar este blog nela.
Conteúdo
Infiltração de cobre na metalurgia do pó
A seguir está o fluxo do processo de infiltração de cobre em peças de metalurgia do pó.
Calcular a porosidade das peças
Primeiro, você calcula a porosidade das peças, que é a porcentagem volumétrica de vazios no material. Algumas técnicas de medição, como medições de densidade ou gráficos, podem ser aplicadas para medir a porosidade.
Calcular o Peso do Cobre
Em seguida, multiplique o volume total das peças pela porcentagem de porosidade para obter o volume de cobre necessário. Além disso, você saberá o peso do cobre com base em sua densidade.
Faça placas de cobre
Você pode usar moldes de compactação verde para fazer essas placas de cobre. Ou pressionar um pedaço redondo de cobre e colocá-lo sobre a parte intrincada. Depois que a placa de cobre estiver dissolvida, ela ainda poderá penetrar em todas as partes.
Método de infiltração de cobre
A infiltração de cobre na metalurgia do pó normalmente emprega os dois métodos a seguir:
- Um método consiste em colocar placas de cobre sobre componentes de pó compactado. Em seguida, eles são enviados juntos para o forno de sinterização. É mais barato e não requer operações adicionais.
- A outra é colocar placas de cobre sobre as peças sinterizadas e, em seguida, reintroduzi-las no forno de sinterização. Esse método é mais caro, mas os componentes infiltrados com cobre apresentam melhores propriedades mecânicas.
Porque, durante o primeiro processo de sinterização, um esqueleto já se formou entre os pós metálicos e ocorreu a formação de liga. Isso é benéfico para o processo de infiltração. Além disso, as peças metálicas sinterizadas possuem uma certa resistência. Portanto, você não precisa se preocupar em danificá-las durante o transporte.
Durante o processo de infiltração de cobre, realizamos testes infiltrando diferentes pesos de cobre nos componentes. Isso nos ajuda a determinar a quantidade adequada de cobre e a reduzir custos.
Testes experimentais indicam que um tratamento de infiltração de 20% de cobre é aplicado em peças à base de ferro com densidade de 6.6 a 7.0 g/cm³. Sua dureza superficial pode atingir HRB 96-99 e sua resistência à compressão pode atingir 1120 a 1280 MPa sem passar por um processo de têmpera.
Metalografia de amostras antes e depois da infiltração de cobre
(a) Amostra de matriz; (b) Amostra com infiltração de cobre de 20%
Material adicional durante o processo de infiltração
Além do cobre, também serão adicionados ferro, manganês ou zinco durante a infiltração na metalurgia do pó.
- Ferro
O objetivo da adição de ferro é evitar que o ferro presente nas peças derreta e cause amassados quando o cobre for derretido. Portanto, adicione o ferro primeiro para pré-saturar o cobre.
- Manganês, zinco
Para absorver o oxigênio do ambiente umectante e melhorar a molhabilidade do cobre com o ferro, você pode adicionar manganês ou zinco. Eles facilitam a entrada suave do cobre nos poros dos componentes à base de ferro. Além disso, isso ajudará na remoção dos resíduos.
Vantagens da infiltração de cobre em PM
Aumentar a densidade
A infiltração de cobre aumenta a densidade de peças de metalurgia do pó. Por exemplo, peças à base de ferro frequentemente apresentam problemas como baixa resistência e dureza insuficiente. A infiltração de cobre pode aumentar a densidade de peças à base de ferro para 7.5 g/cmXNUMX.3
Melhorar a força
Além disso, o processo de infiltração pode penetrar o cobre em componentes de metal em pó em um tempo muito curto e se difundir para o entorno para produzir o fortalecimento da solução sólida, aumentando assim a resistência da peça.
Melhore a condutividade térmica e elétrica
O cobre é um material com alta condutividade térmica e elétrica, portanto a infiltração de cobre pode efetivamente melhorar a condutividade elétrica e térmica das peças.
Preencher poros
A infiltração de cobre nos poros das peças ajuda a melhorar a superfície do revestimento. Isso evita que o líquido de galvanoplastia penetre nas aberturas internas das peças e cause corrosão.
Aplicações do Processo de Infiltração de Metalurgia do Pó
Power Tools
A infiltração de cobre é ideal para uso em ferramentas elétricas, como engrenagens de transmissão, engrenagens de acionamento, engrenagens planetárias e suportes planetários. Ao preencher os poros do metal base, a penetração de cobre torna as ferramentas elétricas mais resistentes e duráveis.
Contribui para conduzir o calor em ferramentas elétricas, evitando o superaquecimento e prolongando sua vida útil.
Indústria automobilística
A infiltração de cobre na metalurgia do pó aumenta a resistência e a dureza dos componentes. Portanto, componentes infiltrados com cobre são ideais para componentes automotivos, como engrenagens, discos de embreagem, rodas dentadas e cubos sincronizadores.
Indústria de Máquinas
A infiltração de cobre melhora a resistência à tração do material e aumenta a durabilidade e a confiabilidade das peças mecânicas. Em conjuntos multicomponentes, as peças infiltradas com cobre apresentam boa vedação e resistência à colagem. Isso se aplica a diversos sistemas de vedação de pressão hidráulica, como válvulas e bombas.
Impregnação vs. Infiltração
Tanto a impregnação quanto a infiltração na metalurgia do pó introduzem aditivos para preencher os poros das peças.
A infiltração preenche os poros dos componentes introduzindo metal fundido. Frequentemente ocorre em altas temperaturas. O objetivo principal é aumentar a densidade e a resistência das peças.
Impregnação introduz materiais não metálicos, como óleos e resinas, para preencher peças metálicas porosas. A impregnação geralmente é realizada à temperatura ambiente, utilizando alta pressão para penetrar o material nos espaços vazios internos das peças.
A impregnação com óleo aumenta a lubrificação do produto e a vedação da superfície, enquanto a infiltração de resina auxilia na vedação de furos. A vedação é importante para tratamentos de superfície posteriores, como:
- Galvanização
- Revestimento de níquel
- Cromagem
- Dacromet
Em nossa produção, a infiltração de cobre também apresentou alguns problemas. Por exemplo, se a densidade das peças verdes for superior a 6.9 g/cm3, é difícil executar o processo de infiltração.
Isso ocorre porque algumas das lacunas nas peças foram fechadas e não estão conectadas ao exterior. O metal fundido não consegue penetrar nas lacunas internas, o que causará resíduos metálicos.
Para produtos com requisitos de alta resistência ou altura significativa, geralmente realizamos a infiltração secundária. Após o primeiro processo de infiltração, vire o produto e coloque a peça de cobre para outra infiltração.
Perguntas frequentes
1. Qual é a diferença entre sinterização em fase líquida e infiltração na metalurgia do pó?
Sinterização em fase líquida introduz um metal em fase líquida no substrato. A fase líquida promove o rearranjo e a ligação de partículas sólidas, resultando em densificação e propriedades aprimoradas.
Infiltração ocorre quando um metal com ponto de fusão mais baixo, como o cobre, é fundido por meio de altas temperaturas e penetra nos espaços vazios do metal por capilaridade.