MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA II (EM307) 2º Semestre 2005/06. 4. Processamento de Materiais Cerâmicos



Documentos relacionados
TM703 Ciência dos Materiais PIPE Pós - Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais

2.2.1 PRENSAGEM. Alteração do comportamento de um ligante com a adição de plastificante. PVA com PEG

Materiais cerâmicos e vítreos vítreos

Processamento de materiais cerâmicos + H 2 O. Ivone

METALURGIA DO PÓ (SINTERIZAÇÃO) 1. Introdução Transformação de pó de metais em peças pela aplicação de pressão e calor (sem fusão do metal base).

INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS METALÚRGICOS. Prof. Carlos Falcão Jr.

A Fundição Injectada de Alumínio. Princípios e Desafios

Processo de Forjamento

Curso de Engenharia de Produção. Processos de Fabricação

Acesse:

3. Como são classificadas as diversas técnicas de prototipagem rápida?

METALURGIA DO PÓ METALURGIA DO PÓ

Caldeiras. Notas das aulas da disciplina de INSTALAÇÕES E SERVIÇOS INDUSTRIAIS. Instalações e Serviços Industriais 1

1. PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA

Fundição em Moldes Metálicos Permanentes por Gravidade.

CONCRETOS REFRATÁRIOS PARA CIMENTO E CAL: EVOLUÇÃO, PROPRIEDADES E MÉTODOS DE APLICAÇÃO. Waldir de Sousa Resende IBAR LTDA

Introdução Vantagens e Desvantagens A Quente A Frio Carga Mecânica Matriz Aberta Matriz Fechada Defeitos de Forjamento

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA

Aula 3: Forjamento e Estampagem Conceitos de Forjamento Conceitos de Estampagem

MANEIRAS DE SE OBTER UMA DETERMINADA FORMA


COMPONENTES. Chapa de gesso: 3 tipos

2.2 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: CONFORMAÇÃO

RELAÇÃO DO TEMPO DE SINTERIZAÇÃO NA DENSIFICAÇÃO E CONDUTIVIDADE ELÉTRICA EM CÉLULAS À COMBUSTÍVEL. Prof. Dr. Ariston da Silva Melo Júnior

THE SAVANNAHS. Contrato-Promessa Anexo II Especificações + Planta da Fracção

Reparação e Manutenção de Tubos

Módulo: REFRATÁRIOS Agosto/2014


A TECNOLOGIA APLICADA EM TUBOS E PERFIS FERRITES & IMPEDERS APLICAÇÕES

TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

Curso de Engenharia de Produção. Processos de Fabricação

MOINHOS PENDULARES MOLOMAX

Introdução à Manufatura Mecânica PMR Processos de Fundição e Sinterização (Metalurgia do Pó) Profa. Izabel Machado

PAINEIS SOLARES MEGASUN

Internacional SOLUTIONS

Desenvolvimento de Selos Mecânicos de Alta Precisão em Metal Duro

Fabricação de blocos cerâmicos. Classificação dos materiais pétreos. Fabricação de blocos cerâmicos. Classificação dos produtos cerâmicos

Serradura, aparas, fitas de aplainamento, madeira, aglomerados e folheados não

SEPARAÇÃO DE MISTURAS

de diminuir os teores de carbono e impurezas até valores especificados para os diferentes tipos de aço produzidos;

Programa. Conceitos e Tecnologia. Casos de Aplicação. Francisco Sousa fsousa@teandm.pt Skype: fj.sousa M.:

FICHA TÉCNICA. Depósitos Gama S ZB-Solar. Novembro 2014

MASSA LISA PROTEC. Embalagem: Saco de 20 kg Consumo: 1,0 a 1,3 kg/m² por milímetro de espessura

Materiais de Construção AGREGADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO. Prof. Ruy Alexandre Generoso

SISTEMAS ÓPTICOS. Fabricação de Fibras Ópticas

BR KM 47 - GUARAMIRIM SC Fone Fax nitriondobrasil@terra.com.br

Power Pipe Line. Redes de Ar Comprimido

ARG. COLANTE REVESTIMENTO REJUNTE COMPONENTES DO REVESTIMENTO

CIMENTO PORTLAND. A procura por segurança e durabilidade para as edificações conduziu o homem à experimentação de diversos materiais aglomerantes.

Questões técnicas críticas

TRATAMENTO DA ÁGUA PARA GERADORES DE VAPOR

Materiais Compósitos

Descrever o princípio de funcionamento dos motores Ciclo Otto Identificar os componentes básicos do motor.

Tecnologia Mecânica. Programa. Processamento Mecânico de Materiais Metálicos. Fundamentos. Estampagem. Luís Alves. Corte Arrombamento.

DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO

Recomendações para aumento da confiabilidade de junta de expansão de fole com purga de vapor

COLAS. Trabalhamos com toda a linha de vedadores liquidos, juntas líquidas, lubrificantes, adesivos instantâneos, resinas epoxi, entre outros.

Matéria prima. Fabricação de aço. Fabricação de aço

TECNOLOGIA DE SUPERFÍCIE TECNOLOGIA DE SUPERFÍCIES

OXY-PRIMER CONVERSOR DE FERRUGEM E PRIMER BOLETIM TÉCNICO

Introdução aos Materiais Cerâmicos

FABRICAÇÃO DE PRODUTOS CERÂMICOS

Serviços de. Impressão

Equipamentos de Controle de

Indústrias Química, do Plástico, do Vidro e dos Metais

CONCEITOS. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho

POROSIMETRIA AO MERCÚRIO

Presa. Difícil de determinar o instante em que se dá a passagem do estado líquido ao estado sólido

ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

Aplicação da camada de tinta nos chassis, eixos e aros de roda

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SÃO PAULO CEFET-SP. Tecnologia Mecânica

Parede de Garrafa Pet

1. DETERMINAÇÃO DE UMIDADE PELO MÉTODO DO AQUECIMENTO DIRETO- TÉCNICA GRAVIMÉTRICA COM EMPREGO DO CALOR

Dicas Qualyvinil PROCESSOS DE PINTURA

17/04/2015 AGLOMERANTES HIDRÁULICOS PARA PAVIMENTAÇÃO REFERÊNCIAS CAL HIDRÁULICA. UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA Centro de Tecnologia

Conceitos Iniciais. Forjamento a quente Forjamento a frio

Francisco José Simões Roque, nº9 11ºA

ÓLEO DE MOTOR GENUINO HONDA

Motores Térmicos. 9º Semestre 5º ano

Cabos Ópticos. Tecnologia em Redes de Computadores 5º Período Disciplina: Sistemas e Redes Ópticas Prof. Maria de Fátima F.

PAINÉIS CIMENTO-MADEIRA

Permeabilidade dos Solos. Mecânica de Solos Prof. Fabio Tonin

Exemplos das perguntas para Teste e defesas de Oficinas Gerais Serralharia

CONCRETO Componentes AGLOMERANTES. AGLOMERANTES Classificação. AGLOMERANTES Requisitos importantes. AGLOMERANTES Propriedades fundamentais CIMENTO

Soluções Técnicas em Construção

Motores Automação Energia Transmissão & Distribuição Tintas. Tintas Soluções para Celulose & Papel

Falando em CORTE. Corte GRSS

Extrusão Princípios de Funcionamento

Processo de fundição: Tixofundição

Tradição o Futuro precisa das origens

Petróleo e Meio Ambiente

INSTALAÇÕES HIDRO-SANITÁRIAS

6 colectores solares térmicos ÍNDICE

FABRICAÇÃO DE PRODUTOS CERÂMICOS

Série TLC, FLC, EFLC, ECOCIRC

Helena Campos (Engenharia Química)

Produto: Sistema de distribuição. Geberit PushFit. Outubro 2009

Energia Solar Térmica. Prof. Ramón Eduardo Pereira Silva Engenharia de Energia Universidade Federal da Grande Dourados Dourados MS 2014

FAQ - Frequently Asked Questions (Perguntas Frequentes)

Transcrição:

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA II (EM307) 2º Semestre 2005/06 4. Processamento de Materiais Cerâmicos F. Jorge Lino Alves 1

Resumo 4. Processamento de Materiais Cerâmicos Processos utilizados na fabricação dos materiais cerâmicos. Processamento e mistura dos pós (uso de ligantes orgânicos e inorgânicos. Conformação. Densificação. Maquinagem final e avaliação da qualidade final do produto acabado. 2

Produção de Peças Cerâmicas As peças cerâmicas podem ser obtidas por FUSÃO ou SINTERIZAÇÃO Devido ás elevadas temperaturas de fusão dos materiais cerâmicos torna-se muito dispendioso e tecnologicamente complicado utilizar as técnicas tradicionais de vazamento (fusão) com este materiais. 1. Preparação dos Materiais 1.1. Selecção das matérias primas Pós cerâmicos (reactividade) Importante ter em atenção o grau de pureza ( ($) extremamente importante nas cerâmicas técnicas, caso da alumina) e a distribuição granulométrica Ligantes Lubrificantes Desfloculantes Ajudantes de sinterização Molochites 3 Pós obtidos por spray-drying

Cilindro com tampa amovível Esferas de moagem 1.2. Moagem e mistura Pó Barbotina contendo em suspensão as partículas a moer Revestimento resistente ao desgaste Pasta Rolos revestidos com borracha ligados por uma correia a um motor Suspensão Massa acumulada (%) Diâmetro esférico equivalente (µm) 4

Matérias Primas Selecção + Purificação Moagem + Mistura Pó Pasta Suspensão (barbotina) Extrusão Filtro-Prensagem Atomização Vazamento Prensagem Cerâmico Verde Secagem Cozedura (Sinterização) MATERIAL CERÂMICO 5

2. CONFORMAÇÃO 2.1. Prensagem 2.1.1. Prensagem uniaxial Prensagem uniaxial a frio A mistura é prensada uniaxialmente num molde com a forma da peça a obter (tem que se ter em conta contracções, contrasaídas, etc.). Vantagens: produção rápida de grande variedade de formas uniformidade de formas e tolerâncias apertadas Desvantagens: não uniformidade de propriedades ao longo de toda a peça 6

Cerâmicos tradicionais 7

Prensagem uniaxial a quente (HP - Hot Pressing) Melhores propriedades mecânicas e maiores densidades do que na sinterização sem pressão (pressureless sintering). Elemento estrutural de isolamento Espaçador Veio hidráulico arrefecido a água Vedante arrefecido a água Elemento estrutural Bobines de arrefecimento Blocos da cavidade Espaçador da cavidade Isolamento térmico Base arrefecida a água Forno típico de prensagem a quente (HP) 8

2.1.2. Prensagem isostática Prensagem isostática a frio O cerâmico (pré-forma ou pó) é colocado num molde flexível (geralmente borracha) dentro de uma câmara com um fluido hidráulico ao qual é aplicado uma pressão isostática. A pressão aplicada compacta uniformemente o pó ou pré-forma em todas as direcções. Aplicações: Ferramentas de corte Cadinhos Velas de ignição 9

Prensagem isostática a quente (HIP - Hot Isostatic Pressing) Melhores propriedades mecânicas e maiores densidades do que na sinterização sem pressão ou com pressão uniaxial (HP). Pressão em todas as direcções, a uma dada temperatu ra e tempo P Membrana impermeável Encapsulamento para HIP 10

11

2.2. Slip casting (vazamento de barbotinas em moldes porosos) Processo utilizado para obter louça sanitária, jarros, etc. FASES DO PROCESSO 1. Preparação (pesagem, moagem, etc.) de uma suspensão estável (partículas cerâmicas + água + aditivos) Preparação da barbotina 12

2. Vazamento num molde poroso (normalmente gesso). Fabrico do molde em gesso 3. Controle T, e t por forma a obter a espessura de cerâmico desejada, removendo-se a restante suspensão. 13

4. Secagem do material moldado, retirar dos moldes. Colagem dos diversos componentes das peças 5. Preparação e pré-cozedura a 900ºC (chacotagem) 14

6. Pintura, aplicação do vidrado e cozedura As peças podem ir diversas vezes ao forno porque as diferentes cores não podem ser aplicadas de uma única vez. Há casos em que as pinturas são aplicadas por cima do vidrado (suspensão rica em quartzo, previamente misturado com sais de sódio (carbonatos, bicarbonatos, sulfatos ou cloretos) e/ou outros aditivos). Vantagens: Obtenção de paredes finas e formas complicadas de espessura uniforme Desenvolvimento de protótipos e obtenção de pequenas séries A evolução deste processo passa pela utilização de pressão e vácuo 15

16

2.3. Vazamento de uma barbotina cerâmica em moldes não porosos 17

18

19

2.4. Processo dos modelos perdidos Processo da cera perdida (investment casting) Processo extremamente versátil com cadências de produção extremamente baixas. Cera vazada (pressão de 4 bar) a temperaturas da ordem dos 60 C. Os alimentadores são geralmente feitos com cera reciclada. BARBOTINAS Contêm um agente molhante e um agente anti-espumante Sílica coloidal (seca ao ar durante 2-3 dias), silicato etilo é de secagem mais rápida. Molochite (resiste até temperaturas de cerca de 1200 C) com diferentes granulometrias. Zircão quando se pretende vazar aço (utiliza-se apenas na primeira e/ou 2ª camada porque resiste a temperaturas mais elevadas). As camadas seguintes são realizadas com materiais cerâmicos de custo mais baixo. Diferentes granulometrias - as primeiras camadas são extremamente finas permitem dar uma boa pele ao metal. 20

Para a injecção das ceras podem ser utilizados diferentes tipos de moldes (silicone, resina carregada com partículas de alumínio, moldes maquinados em Al, moldes revestidos por metalização, etc.). A condutividade térmica deste tipo de moldes é bastante importante uma vez que condiciona o número de peças de cera que podem ser injectadas por unidade de tempo. 21

22

23

Modelos perdidos (conversão directa) 24

25

2.5. Extrusão Utilizada na produção de tubos, tijolos refractários e telhas de canudo Nalguns tipos de cerâmicos utiliza-se a extrusão com pistão, aplicando-se grandes pressões (tolerâncias dimensionais mais apertadas). 26

3. Tratamentos Térmicos 3.1. Secagem e remoção dos ligantes e impurezas Secagem remove água (< 100 C) - 24 h em peças grandes Ligantes - 200-300 C, temperaturas mais elevadas para alguns hidrocarbonetos Calcinação Impurezas tais como o C e S combinam-se com o oxigénio (CO / CO 2 e SO 2 ) e difundem-se para o exterior. Sem esta fase do tratamento térmico as peças podem inchar devido a formar-se inicialmente uma película exterior (primeira a sinterizar) dura e não porosa que impede a difusão dos gases para o exterior. T 1650 C, 1/2 h Ar que não consegue escapar devido à existência de uma capa exterior sinterizada Peça correctamente sinterizada 3 h 950 C, 16 h CICLO ALUMINA (cerâmico técnico) 2 h 20 m 910 C t 27

3.2. Sinterização Sinterização no estado sólido Processo pelo qual pequenas partículas de material são ligadas umas ás outras por difusão no estado sólido. Material Poroso Material Denso ( ρ ) Tamanho de Grão Durante a sinterização as partículas de pó cerâmico ligam-se umas ás outras devido a mecanismos de difusão que ocorrem às temperaturas inerentes ao processo (abaixo da temperatura de fusão - geralmente 75 % T f ). Densidade Exemplo: Vela para motor fabricada em alumina com fase líquida (T f alumina = 2050 C), sendo a sinterização realizada a 1600 C. 28

À medida que t geram-se partículas maiores à custa das mais pequenas (Ostwald Ripening) Tamanho de Grão, µm Tempo, minutos 29

Sinterização com fase líquida (vitrificação) As porcelanas, alguns componentes electrónicos, o nitreto de silício, etc., contêm uma fase vítrea A fase vítrea serve como meio de reacção através do qual ocorre a difusão (temperaturas menores do que as necessárias para a difusão no estado sólido). O líquido enche os poros e reage com as partículas sólidas - fase de rearranjo, encurtando significativamente o tempo e a temperatura de sinterização Durante o arrefecimento a fase líquida solidifica para formar uma fase vítrea (matriz vítrea) que liga as partículas sólidas (não fundidas). Rede tridimensional da matriz de sinterização com fase líquida. Os grão sólidos foram removidos por dissolução química. 30

Tamanho de Grão, µm Densidade Densidade, % ar Tamanho de Grão Temperatura, ºC 31