A produção tradicional de tiras começa com grandes lingotes ou placas grossas que passam por várias etapas, como laminação a quente, laminação a frio e recozimento. Essa abordagem convencional requer equipamentos enormes, consome muita energia e resulta em altos custos de processamento e perdas de metal.
Rolamento de pó, um processo de metalurgia do pó, oferece uma alternativa mais eficiente. Utiliza pó metálico ou de liga como matéria-prima, alimentando-o em um laminador para produzir finas tiras verdes. Essas tiras são então densificadas por meio de sinterização, seguido de laminação e recozimento. Com menos etapas e menor desperdício de material, a laminação de pó produz tiras metálicas de alta densidade com desempenho confiável e economia de custos.
Conteúdo
Evolução da Tecnologia de Laminação de Pó
Em 1843, Henry Bessemer foi pioneiro no uso da laminação de pó para produzir tiras de cobre a partir do pó de cobre. A partir daí, o processo passou a ser estudado e utilizado de diferentes maneiras. Esse processo se mostrou mais conveniente e econômico, com menor custo em comparação com métodos tradicionais, como os estrangeiros. Na China, a pesquisa sobre laminação de pó começou na década de 1960 e tem se desenvolvido continuamente desde então.
Processo de laminação de pó
O processo de laminação de pó é categorizado em três tipos, dependendo da direção de laminação, incluindo:
- Rolamento horizontal
- Rolamento Vertical
- Rolamento de lama
Aqui explicaremos o processo de laminação vertical, que é o mais comumente utilizado.
Alimentação em pó
Na primeira etapa da laminação de pó, o pó metálico fino e irregular é armazenado em um alimentador.
Esse pó então flui para baixo, em direção à abertura do rolo, por gravidade.
Entrada de pó no rolo de contato
O pó da liga metálica entra no nip do rolo e é aspirado pela gravidade e pelo atrito entre o pó e a superfície do rolo. Esse atrito e a gravidade, combinados, criam uma ação de bombeamento que ajuda a puxar o pó.
Compactação de rolos
À medida que o pó passa pela abertura do rolo, ele é compactado sob alta pressão. Esta é a etapa principal da laminação de pó, onde o pó solto é comprimido em uma tira verde com resistência e coerência iniciais.
Formação de Faixa
O estágio final se assemelha à laminação de metal convencional, onde o pó comprimido forma uma tira verde sólida e coerente.
sinterização
A tira verde é sinterizada em uma atmosfera adequada, como gás inerte ou vácuo. Esse processo de sinterização aumenta a densidade, a resistência e a ductilidade. Além disso, se for utilizado pó misto de vários metais, a sinterização também ajuda a homogeneizar a estrutura.
Pós tratamento
Por fim, após a sinterização, a tira pode passar por passagens adicionais de laminação a frio ou a quente, que visam reduzir a espessura, melhorar a densidade e refinar as propriedades mecânicas.
Fatores que afetam o processo de laminação de pó
Aqui estão os fatores que podem afetar a eficiência do processo de laminação de pó na fabricação de chapas metálicas:
Características físicas do pó
Algumas das propriedades importantes dos materiais em pó que têm impacto direto nas folhas e como o pó se compacta e deforma durante todo o processo. Essas propriedades incluem:
- Forma da partícula
- Tamanho da partícula
- A densidade aparente do pó
- Capacidade de fluxo
- Dureza
- Capacidade do pó de comprimir.
Velocidade de rolagem
Velocidades de laminação mais baixas resultam em maior densidade de tiras verdes. Por exemplo, uma velocidade de laminação de 0.366 rpm resultou em uma densidade de tira de 90% de alumínio fundido, enquanto uma velocidade mais alta de 0.73 rpm reduziu a densidade para 79.6%.
Lacuna de rolagem
A folga entre os rolos afeta diretamente a densidade e a espessura da tira. Reduzir a folga pode produzir tiras mais finas e densas, mas se for muito pequena, podem ocorrer rachaduras nas bordas. Na maioria dos casos, a espessura máxima da tira é limitada a cerca de 1% a 1.5% do diâmetro do rolo.
temperatura de sinterização
A temperatura de sinterização tem impacto direto na maciez e na ductilidade das tiras. Por exemplo, aumentar a temperatura de sinterização torna a tira de alumínio mais macia e dúctil.
Tempo de Sinterização
A duração da sinterização também desempenha um papel na determinação da microestrutura final e das propriedades mecânicas da tira.
Aplicações da laminação de pó
Compósitos de múltiplas camadas
A laminação de pó é usada para fabricar chapas metálicas multicamadas pela combinação de diferentes pós metálicos. O uso desses compósitos na fabricação de chapas proporciona maior resistência, resistência à corrosão e melhor desempenho térmico. Essas chapas são consideradas ideais para ambientes de alto estresse.
Filtro Poroso
A laminação de pó metálico também é utilizada na fabricação de peças metálicas com porosidade controlada, úteis para a filtragem de gases ou líquidos em diversas indústrias. Como
- Placas de Bronze Sinterizado: Geralmente são usados em sistemas de lubrificação.
- Chapas metálicas porosas: Eles são usados em sistemas de filtragem de ar ou fluidos.
Eletrônicos e Produtos Elétricos
Chapas finas de metal feitas por laminação de pó são usadas em muitos dispositivos eletrônicos e sistemas elétricos, como em conectores.
Materiais à base de titânio
O DPR também é usado para fabricar chapas finas de titânio e suas ligas. Essas chapas são altamente resistentes à corrosão e projetadas para trabalhar em condições adversas. Por isso, são consideradas essenciais para a fabricação de jatos militares, carros de luxo e outros veículos avançados.
Vantagens da laminação de pó
Menor investimento de capital
Uma das vantagens notáveis da laminação de pó é que ela requer menos custos de equipamento em comparação aos métodos convencionais, como fusão e forjamento.
Alta flexibilidade e versatilidade
O processo de laminação de pó suporta a produção de folhas multicamadas, como Ti-6Al-4V/TiAl/Ti-6Al-4V, e permite a prototipagem rápida.
Fluxo de Processo Simplificado
A laminação de pó é um processo simples e inclui menos etapas de processamento do que as técnicas tradicionais.
Matérias-primas econômicas
Ela utiliza pós acessíveis, reduzindo os custos gerais de produção.
Controle preciso da composição
Outro fator que torna esse processo atraente é que ele permite a adaptação precisa do conteúdo da liga e o uso de metais ultrapuros.
Limitações do processo de laminação de pó
Extremidades frágeis da tira
Uma das limitações da laminação de pó é que as extremidades das tiras costumam ser fracas e podem quebrar facilmente.
Densidade irregular
Na laminação de pó, as tiras ou folhas podem não ter a mesma densidade, afetando a resistência e a qualidade.
Rolos grandes necessários para tiras finas
Para fazer tiras muito finas, são necessários rolos maiores, o que aumenta o tamanho e o custo do equipamento.
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