Roberto Binder

A moldagem de pós por injeção é um processo de fabricação de elevada produtividade que possibilita obter componentes de geometria complexa, estreita precisão dimensional e boas propriedades mecânicas. Neste processo, uma mistura de uma determinada quantidade de pós e ligantes orgânicos (polímeros, ceras e óleos) é obtida por meio de uma massa de injeção (feedstock) o qual tem características reológicas adequadas para promover a injeção desta massa em uma cavidade de um molde. A produção de ligas de níquel por meio deste processo é uma alternativa para produção de produtos que requerem aplicações avançadas onde se exige resistência a corrosão e oxidação, resistência mecânica a altas temperaturas e baixo coeficiente de atrito. Neste trabalho apresentamos um estudo das propriedades microestruturais e mecânicas de uma liga de níquel (Ni-Fe-Cr-P) processada via moldagem de pós por injeção, utilizando pós de níquel carbonila com e sem a presença de fase líquida durante a sinterização. Os resultados foram comparados com a mesma liga processada por compactação de pós. Os resultados demonstraram a necessidade de maior quantidade de matéria orgânica para o desenvolvimento da massa de injeção (feedstock: 15% m/m de polímero) para os tipos de pós metálicos utilizados (níquel carbonila do tipo INCO 123) se comparado ao feedstock de ligas comerciais que normalmente utilizam uma quantidade menor de matéria orgânica (feedstock: 9% m/m de polímero). A maior quantidade de matéria orgânica necessária para a preparação do feedstock deve-se a morfologia dos pós empregados (superficie rugosa - tipo spiky) que promove retenção de carbono durante o processo de extração, ocasionando a necessidade de otimização do ciclo de extração térmica e sinterização. Ciclos mais lentos e a baixa temperatura promoveram a total retirada dos ligantes. A liga de Ni-Fe-Cr-P injetada apresentou contração de aproximadamente 50%, além de elevado teor de poros quando comparado ao material compactado, o que influenciou as propriedades mecânicas e dureza aparente do material.

Solid lubrication and solid lubricants are one of the most promising choices for controlling friction and wear in energy efficient modern systems. The production of self lubrication composites containing second phase particles incorporated into the volume of the material appears to be a promising solution. A new processing route to obtaining a homogeneous dispersion of discrete solid lubricant particles in the volume of sintered steels produced by metal injection molding (MIM) was recently presented. This new route was achieved by in situ formation of graphite nodules due to the dissociation of precursor (SiC particles) mixed with the metallic matrix powders during the feedstock preparation. Nodules of graphite (size ≤ 20μm) presenting a nanostructured stacking of graphite foils a few nanometers thick were obtained. The thermal debinding, as well as the sintering, was performed in a single thermal cycle using a Plasma Assisted Debinding and Sintering (PADS) process. In this work, we present and discuss the effect of sintering temperature on the tribolayer durability and average friction coefficient in the lubricious regime (μ<0.2) of plasma assisted debinded and sintered self lubricating steel produced by metal injection mould technique. Three different temperatures (1100, 1150 and 1200 °C) and six different SiC contents (0–5%) were analyzed. Friction coefficient was little affected by the sintering temperature. However, the durability of the tribo layer formed on the sliding interface was greatly increased (5X) for the lower sintering temperature (1100°C).