Materiais MIM

Alguns metais são muito difíceis de fundir e forjar, como ligas de tungstênio, ligas de titânio e superligas.

Felizmente, Moldagem por injeção de metal (MIM) tem a capacidade de processar uma ampla gama de materiais metálicos.

Você pode estar familiarizado com alguns desses materiais, como aço inoxidável, aço para ferramentas e ligas de cobre.

Além disso, há novos materiais MIM como Ti-6Al-4V, liga de alumínio 6061 e Inconel 625.

Vamos dar uma olhada mais de perto nos materiais do MIM:

MIM Aço Inoxidável

O aço inoxidável é um dos materiais MIM mais comuns. De acordo com a “Manual de Moldagem por Injeção de Metais”, cerca de 50% (na Europa) a 57% (no Japão) do total peças MIM são feitos de aço inoxidável.

MIM 316L

O aço inoxidável 316L é o preferido em MIM devido à sua brilhante resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas.

Você pode vê-lo nestas áreas:

• Acessórios para relógios: pulseiras, fivelas, armações de relógios.
• Médico: implantes dentários, equipamentos médicos.
• Acessórios para produtos eletrônicos: acessórios para massageadores, acessórios para fones de ouvido Bluetooth.
• Componentes automotivos.

Além disso, alguns celulares também o utilizam para polir o logotipo, como o iPhone.

Composição química (%)

Ferro	Bal.
Carbono	0.03max
Chromium	16.00-18.00
Níquel	10.00-14.00
Silício	1.00max
Molibdênio	2.00-3.00
Manganês	2.00max
azoto	0.10
Enxofre	0.030

Mecânico Propriedades

IFM (g/10min)	600min
Densidade de sinterização (g/cm3)	7.6min
Permeabilidade	1.06max
Dureza (HRB)	67min
Resistência à tração (MPa)	500min
Alongamento	45min

MIM 17-4PH

O aço inoxidável 17-4 PH, também conhecido como SAE Tipo 630, precisa atender a rigorosos padrões de materiais, como o ASTM A564. Possui alta resistência à corrosão, semelhante ao aço inoxidável 304. Também possui excelente resistência ao calor de até 300 °C (600 °F).

O 17-4 PH é amplamente utilizado em produtos aeroespaciais, odontológicos, médicos e eletrônicos. Também é aplicado em estruturas de reforço interno para celulares, discos rígidos de computador e dobradiças para telefones dobráveis.

Composição química (%)

Ferro	BaL.
Carbono	0.07max
Chromium	15.00-17.50
Níquel	3.00-5.00
Silício	1.00max
Nióbio	0.15-0.45
Manganês	1.00max
Cobre	3.00-5.00
Enxofre	0.030max

Mecânico Propriedades

Condição		H900	H1025
Endurecimento	Temperatura (℃) Tempo (H)	480	550
		1	4
Resistência à Tração (MPa)		1310	1070
Resistência ao escoamento 0.2% (MPa)		1170	1000
Alongamento (% em 50mm)		10	12
Dureza		40	35

Aço Inoxidável 440C

É amplamente aplicado nos seguintes campos:

Ferramentas cirúrgicas

Instrumentos dentais

Ferramentas de corte

Rolamentos

Composição química (%)

Ferro	Bal.
Carbono	0.95-1.20
Chromium	16.00-18.00
Níquel	3.00-5.00
Silício	1.00
Manganês	1.00
Molibdênio	0.75

Mecânico Propriedades

Densidade	7.5g/cm³ min
Resistência à Tração	700 Mpa mínimo
Força de rendimento (0.2%)	600 Mpa mínimo
Força de impacto	115J
Dureza	30-39 HRC
Alongamento (% em 25.4 mm)	1% min

Aço inoxidável 420

Composição química (%)

Ferro	Bal.
Carbono	0.15-0.40
Chromium	12.00-14.00
Fósforo	0.04
Silício	1.00
Manganês	1.00
Enxofre	0.03

Mecânico Propriedades

Densidade	7.55g/cm³ min
Resistência à Tração	700 Mpa mínimo
Força de rendimento (0.2%)	600 Mpa mínimo
Força de impacto	82J
Dureza	30-39 HRC
Alongamento (% em 25.4 mm)	1% min

O aço inoxidável 420 possui alto teor de carbono (0.15-0.40), o que lhe confere boa resistência e dureza. Além disso, devido ao teor de cromo de 12-14%, apresenta excelente resistência à corrosão.

Você pode ver sua aplicação no seguinte:

• Ferramentas cirúrgicas
• Instrumentos médicos
• Rolamentos
• Eixos de engrenagem
• Eixos da bomba
• Componentes da válvula da bomba
• Fixadores
• Instrumentos

Aço ferramenta MIM

O aço para ferramentas possui alta dureza, boa resistência ao desgaste e alta resistência à temperatura. O aço para ferramentas é geralmente utilizado em ferramentas de corte.

Aço para ferramentas M2

Composição química (%)

Ferro	Bal.
Carbono	0.18-0.23
Chromium	0.40-0.60
Manganês	0.70-0.90
Níquel	0.40-0.70
Silício	0.15-0.35
Molibdênio	0.15-0.25
Fósforo	0.035
Enxofre	0.04

Propriedades mecânicas

Densidade	8.16g/cm³ min
Resistência à Tração	1400 Mpa mínimo
Força de rendimento (0.2%)	1200 Mpa mínimo
Ponto de fusão	1420 ℃
Dureza	54 HRC
CTE (20-500 ℃)	12.2 μm/m°C

T15

O T15 pode atingir uma dureza de 65 HRC após tratamento térmico.

Composição química (%)

Ferro	Bal.
Tungstênio	11.75-13.00
Cobalto	4.75-5.25
Vanádio	4.50-5.25
Chromium	3.75-5.00
Silício	1.50-1.60
Molibdênio	1.00
Níquel	0.00
Cobre	0.25
Manganês	0.15-0.40
Silício	0.15-0.40

Propriedades mecânicas

Densidade	8.19g/cm³ min
Resistência à Tração	1280 Mpa mínimo
Força de rendimento (0.2%)	1090 Mpa mínimo
Expansão térmica (20-200 ℃)	9.9x 10-6/℃
Dureza	46.5 HRC

S7

Composição química (%)

Ferro	Bal.
Carbono	0.45-0.55
Chromium	3.00-3.50
Molibdênio	1.30-1.80
Vanádio	0.20-0.30
Manganês	0.20-0.80
Silício	0.20-1.00
Cobre	0.25
Fósforo	0.03
Enxofre	0.03

Propriedades mecânicas

Densidade	7.83g/cm³ min
Resistência à Tração	1300 Mpa mínimo
Força de rendimento (0.2%)	760 Mpa mínimo
Expansão térmica (20-200 ℃)	12.6x 10-6/℃
Dureza	41 HRC

MIM Alumínio

Devido a sua baixa resistência e dificuldade em processo de sinterizaçãoO alumínio não tem sido amplamente utilizado no processo MIM. O revestimento de óxido de alumínio de 4 nm pode ser o maior desafio do processo MIM.

Mas o alumínio tem boa condutividade térmica, é leve e tem um preço baixo.

Pesquisadores do Centro de Excelência ARC da Universidade de Queensland, Austrália, desenvolveram com sucesso peças de liga de alumínio sinterizado por MIM. Eles utilizaram a liga de alumínio 6061 (Al-Fe-Si-Cu-Mg-Cr) para fabricar peças de liga de alumínio por MIM. O produto final apresentou densidade próxima à máxima e boas propriedades mecânicas.

Liga de alumínio 6061

Composição química (%)

alumínio	95.85-98.56
Magnésio	0.80-1.20
Silício	0.40-0.80
Ferro	0.70max
Cobre	0.15-0.40
Chromium	0.04-0.35
zinco	0.25max
Titânio	0.15max
Manganês	0.15max

MIM Titânio

Moldagem por injeção de titânio desempenha um papel importante na produção de implantes médicos, instrumentos cirúrgicos e implantes dentários

Você provavelmente sabe que usinar ligas de titânio é caro devido aos custos de ferramentas e às baixas velocidades. Felizmente, a MIM é uma maneira econômica de moldá-las.

As ligas de titânio apresentam boa biocompatibilidade, excelente resistência à corrosão e baixo peso. Por isso, são promissoras na aplicações médicas de moldagem por injeção de metal.

Ti-6Al-4V

Ti-6Al-4V, também chamado de Ti64, é ideal para implantes médicos.

Composição química (%)

Titânio	Bal.
alumínio	5.50-6.70
Vanádio	3.50-4.50
Ferro	0.30
Carbono	0.80
azoto	0.05
Oxygen	0.20
Ti	0.15max
Mn	0.15max

Propriedades mecânicas

Densidade	4.20g/cm³ min
Resistência à Tração	750 Mpa mínimo
Força de rendimento (0.2%)	650 Mpa mínimo
Dureza	30 HRC
Alongamento na ruptura	10%
Módulo de Elasticidade	114 Gpa

Ti-6Al-7Nb

Ti-6Al-7Nb é ideal para próteses de quadril, articulações artificiais de joelho e placas ósseas.

Composição química (%)

Titânio	Bal.
alumínio	5.50-6.60
Nióbio	6.50-7.50
Tântalo	0.50max
Ferro	0.25max
Oxygen	0.20max
Carbono	0.08max
azoto	0.05max
Hidrogênio	0.009max

Durante o processo MIM, as ligas de titânio são suscetíveis à contaminação e podem ser processadas em um gás protetor inerte.

Ligas de níquel

Inconel 625

O Inconel 625 é uma das superligas à base de níquel. É popular por sua excelente resistência e excepcional resistência a altas temperaturas e corrosão.

Aplicações:

• Sistemas de dutos de aeronaves
• Equipamentos para água do mar
• Equipamento de processo químico
• Anéis de cobertura da turbina

Composição química (%)

Níquel	58.0min
Chromium	20.0-23.0
Ferro	5.0max
Molibdênio	8.00-10.00
Nióbio	3.15-4.15
Carbono	0.10max
Manganês	0.50max
Silício	0.50max
Fósforo	0.015max
Enxofre	0.015max
Alumínio	0.40max
Titânio	0.40max

Propriedades Físicas e Mecânicas

Densidade (g / cm3)	8.44
Faixa de Fusão (°C)	1290-1350
Resistência à tração (MPa)	827-1103
Força de Rendimento (0.2% Offset)	414-758
Dureza (Brinell)	67min
Alongamento (%)	175-240

Inconel 718

Composição química (%)

Níquel	50-55
Manganês	0.35 max
Fósforo	0.015 max
Enxofre	0.015 max
Silício	0.35 max
Chromium	17-21
Carbono	0.08 max
Molibdênio	2.80-3.30
columbium	4.75-5.50
Titânio	0.65-1.15
Alumínio	0.20-0.80
Ferro	Bal.

Propriedades Físicas e Mecânicas

Densidade (g / cm3)	8.22
Faixa de Fusão (°C)	1370-1430
Resistência à tração (MPa)	965-1035
Força de Rendimento (0.2% Offset)	550-725
Dureza (Brinell)	67min

Metal Biocompatível

ASTM F75 (liga CoCr)

Possui boa biocompatibilidade e resistência ao desgaste e é preferido em: implantes ortopédicos e implantes dentários.

Por exemplo, hastes femorais para côndilos de quadril e joelho, copos acetabulares e bandejas tibiais.

Composição química (%)

Cobalto	Bal.
Molibdênio	27.00-30.00
Níquel	0.50max
Ferro	0.75max
Carbono	0.35max
Silicone	1.00max
Manganês	1.00max
Tungstênio	0.2max
Fósforo	0.02max
Sulphur	0.01max
azoto	0.25max
alumínio	0.1max
Titânio	0.1max
Bor	0.01max

Propriedades de materiais MIM

• Tamanho de partícula de pó pequeno

A maioria das partículas de pó de liga MIM é inferior a 22 μm. Para ligas duras e metais duros, pode ser inferior a 5 μm.

• Alta densidade de embalagem
• Alta pureza de superfície
• Bom atrito entre partículas

Uma boa fricção ajuda a manter sua forma durante o processo de desengorduramento.

• Forma esférica

Métodos de produção de pó metálico MIM

A seguir estão alguns m comunsmétodos de produção de pó de etal.

• Atomização de gás

A atomização a gás é um método de produção de pó metálico que utiliza gás de alta energia cinética para fragmentar o metal fundido em gotículas, que então se solidificam e se transformam em pó. Os pós atomizados a gás têm, em sua maioria, formas esféricas.

• atomização de água

A atomização com água funciona de forma semelhante à atomização com gás. Além disso, o pó atomizado com água é econômico, mas a maioria dos pós tem formato irregular.

• Decomposição química

A decomposição química é um método comum para produzir pós de ferro carbonílico e pós de níquel carbonílico para processos de moldagem por injeção de metal.

• Redução

A redução é outra forma comum de produzir pó de ferro. O pó de ferro reduzido é produzido pela passagem de óxido de ferro por um agente redutor, como carbono ou hidrogênio.

O BLUE oferece recursos avançados serviços de moldagem por injeção de metal Utilizando aço inoxidável, aço de baixa liga, titânio e aço para ferramentas. Suportamos peças com pesos de 0.2 g a 300 g e geometrias complexas com alta precisão dimensional. Nosso processo garante densidade consistente, tolerâncias rigorosas e desempenho confiável em aplicações exigentes.

 

 

Perguntas frequentes

1. Qual é a diferença entre materiais de metalurgia do pó e materiais de moldagem por injeção de metal?

Materiais de PM e os materiais MIM são produzidos pelos mesmos processos. No entanto, a MP requer pós metálicos menores, com cerca de 50 a 100 μm de tamanho, enquanto a moldagem por injeção de metal requer 2 a 20 μm.

2. O aço inoxidável 420 é magnético?

Sim, o aço inoxidável 420 é magnético. Este tipo de aço inoxidável faz parte da família dos materiais martensíticos.