A metalurgia do pó para produção de peças de alumínio na indústria metalúrgica

Abstract

O objetivo desse trabalho é analisar a fabricação de buchas a base de Alumínio empregando o processo de Metalurgia do Pó, em substituição ao processo atual de fundição e usinagem. O material testado é uma liga a base de Alumínio AlSi10Cu3, essa liga contem 87% de Alumínio, 10% de Silício, 2,5% de Cobre, 0,25% de Magnésio e Manganês, conforme a norma DIN EN 1706. As amostras foram compactadas à 600MPa, resultado obtido da curva de compressibilidade. As amostras foram sinterizadas a uma temperatura de 550ºC durante 60 minutos. Após sinterização as amostras foram submetidas ao processo de Tratamento Térmico T6, com temperatura de solubilização de 480°C por 5 horas e envelhecimento a 220°C por 5 horas, nomeado Tratamento Térmico A. Foram realizados ensaios de densidade, dureza, metalografia, compressibilidade, difração de raios-x e variação dimensional. A densidade das amostras sinterizadas atingiram 2,52 g/cm3 ± 0,25. A dureza superficial das amostras atingiram uma média de 51 HB ± 4. Com o tratamento térmico T6 a dureza elevou-se para 74 HB ± 2. A variação dimensional das amostras após sinterização foi de 0,20% na área dos corpos de prova. Foram estudadas também diferentes composições químicas para elevar a dureza superficial. Executou-se um teste com outros parâmetros de Tratamento Térmico T6 para aumento da dureza, chamado de Tratamento Térmico B, com parâmetros de temperatura de solubilização de 550°C por 1 hora e envelhecimento com 160°C por 18 horas.

The objective of this work is to analyze the manufacture of aluminum based bushings employing the Powder Metallurgy process in substitution of the current process of casting and machining. The material tested is an AlSi10Cu3 aluminum alloy, this alloy contains 87% aluminum, 10% silicon, 2.5% copper, 0.25% magnesium and manganese, according to DIN EN 1706. The samples were pressed at 600MPa, result obtained from the compressibility curve. The samples were sintered at a temperature of 550°C for 60 minutes. After sintering, the samples were submitted to the T6 Thermal Treatment process, with a solubilization temperature of 480°C for 5 hours and aging at 220°C for 5 hours, named Thermal Treatment A. Density, hardness, metallography, compressibility, X-ray diffraction and dimensional variation testings were performed. The density of the sintered samples reached 2.52 g/cm3 ± 0.25. The surface hardness of the samples reached the mean of 51 HB ± 4. With the heat treatment T6 the hardness increased to 74 HB ± 2. The dimensional variation of the samples after sintering was 0.20% by area. Different chemical compositions were also studied to raise the surface hardness. A test was performed with other parameters of T6 Thermal Treatment to increase the hardness, called Thermal Treatment B, with parameters of solubilization temperature of 550°C for 1 hour and aging with 160°C for 18 hours.