Reciclagem de cavacos de ferro fundido via metalurgia do pó: caracterização físico-quimica e propriedades mecânicas. estudo preliminar para utilização na fabricação de mancais

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2000

RESUMO

A preocupação com a reciclagem industrial tem levado as industrias a buscarem alternativas para disposição final de seus resíduos e uma saída plausível é a utilização de processos adequados para sua recuperação. Neste trabalho tem se a preocupação em reaproveitar cavacos de ferro fundido cinzento proveniente de torneamento de usinagem a seco na industria metal- mecânico para a utilização pela técnica da metalurgia do pó. O primeiro passo é transformar o cavaco em pó através do processo de moagem mecânica em moinho de bolas onde é realizado um estudo do tempo e rendimentos necessários para cominuição do material, e os resultados indicaram rendimentos de 100% em perídios de tempos de moagem por 25 horas, obtendo-se partículas numa faixa granulométrica bem variável, entre +140 e 230 mesh. Em uma primeira etapa é realizado um estudo completo das características do pó em bruto e são realizadas diluições com ferro puro em diferentes proporções e adicionadas pequenas quantidades de cobre para suprir a variação dimensional durante sinterização e por final propiciar a formação de uma liga metálica por diluição. São realizados estudos das propriedades físicas como compressibilidade e sinterabilidade e os resultados indicam que uma baixa pressão de compactação torna os compactos mais resistentes e uma temperatura ideal para sinterizar estes materiais é necessária a eliminação do excesso de grafita livre presente proveniente da moagem, que dificulta o processo de compactação e conseqüentemente a sinterização, pela heterogeneidade estrutural presente. A variação dimensional sofrida durante a sinterização é bem controlada pela adição de 3,5 % em peso de cobre para amostras com conteúdo superior a 50% do pó de cavaco. Em uma segunda etapa, o pó é submetido ao tratamento térmico de redução com Fe2O3 sólido e a quantidade inicial de 3,5% de carbono total é eliminada para 1,2%. São realizadas novas diluições com o pó descarburado e os estudos de compressibilidade e sinterabilidade evidenciam uma melhora na homogeneidade estrutural e para propriedades mecânicas como resistência a tração e o desgaste, os resultados indicam aumento de propriedades em relação a etapa anterior. A composição da liga de aço (50/50% pó de cavaco) apresentou os melhores resultados, principalmente na resistência a tração e ao desgaste, e a amostra com 100% de cavaco conduziu a resultados similares a liga 50/50%, porém o aumento do conteúdo de cavaco resultou em uma porosidade estrutural homogênea. Em uma terceira etapa, através da otimização das etapas anteriores e adaptação das características avaliadas, segue-se a produção de uma peça estrutural, neste caso, um mancal cilíndrico. São realizadas novas diluições como anteriormente, portanto, submetidas à pressões de compactação menores (250MPa) onde se chega a resultados surpreendentes. A homogeneidade estrutural é apresentada em todas as amostras e o conteúdo crescente de pó de cavaco às misturas leva a uma crescente homogeneidade estrutural de porosidade interligada. Com o objetivo principal do controle da porosidade interconectada, resistência radial e ao desgaste, a amostra com 100% de pó de cavaco apresentou os melhores resultados, essencial para a avaliação em mancais, além de resultar em um produto com matéria-prima totalmente reciclada.

ASSUNTO(S)

ligas (metalurgia) reciclagem industrial metalurgia de po ferro fundido físico-química metalurgia do pó

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