O presente trabalho tem como objetivo estabelecer uma rota alternativa para obtenção de ímãs de Fe-Si pelo processo de injeção de pós metálicos. Utilizando uma matéria-prima de custo mais baixo do que a tradicional e o processo de Mecano Síntese, deseja-se obter um ímã de baixo custo e boas propriedades magnéticas.

Este trabalho tem por objetivo o estudo da aplicação de ligas ferromagnéticas obtidas por Metalurgia do Pó em um motor de indução. O núcleo desta máquina, usualmente constituído de chapas laminadas, foi substituído por blocos maciços. No estudo das ligas, empregou-se pó de ferro e ligas deste, obtidas por misturas com diferentes percentuais de fósforo (1, 2 e 3%), silício (1, 3 e 5%) e níquel (50%). Com as formulações pré-estabelecidas efetuou-se as mensurações mássicas, precedendo a mistura. Em seguida, fez-se a compactação de 3 corpos de prova por liga. Estes foram sinterizados em forno com temperaturas controladas. Para caracterizar o material, efetuaram-se ensaios de densidade a verde e sinterizado, traçadas curvas de histerese e magnetização e teste de resistividade. Observou-se que a liga Fe2%P apresentou resultados mais promissores, comparativamente as outras ligas, do ponto de vista para aplicações em máquinas elétricas, onde a indução de saturação ficou em 1,36 T, permeabilidade relativa de 4198 e a coercitividade em 207 A/m. No entanto, em comparação com aço elétrico laminado, a indução de 1,36 T ficou abaixo da média de 1,7 T, apresentada pelo aço elétrico acessita, do grupo Acelor. O fator de interesse são as perdas, uma vez que nas ligas estudadas, a inserção dos elementos de liga citados pode vir a compensar seu formato maciço. Partindo do princípio que a liga Fe2%P apresentou os melhores resultados, seguiu-se para a montagem do motor de indução com esta formulação. A máquina montada foi levada para testes, na empresa Voges Motores, de Caxias do Sul - RS. Os resultados apresentados demonstraram um conjugado abaixo do nominal para máquinas de mesma tipologia, ficando apenas 18% do resultado ideal. O fator de potência ficou acima do motor convencional, no entanto, o escorregamento ficou elevado, principalmente em altas rotações. De acordo com a curva de conjugado apresentada, concluiu-se que o motor apresenta a curva característica “D”, onde o conjugado máximo é alcançado a baixas rotações. / This work aims to study the application of ferromagnetic alloys obtained by Powder Metallurgy in an induction motor. The core of this machine, usually made of rolled sheets, was replaced by massive blocks. In the study of alloys, was used an iron powder and alloys thereof, obtained by mixtures with different percentages of phosphorus (1, 2 and 3%), silicon (1, 3 and 5%) and nickel (50%). With the pre-set formulations, mass measurements were conducted preceding with the mixture. Then 3 specimens per alloy were compacted. These were sintered in a kiln with controlled temperatures. To characterize the material, density tests were performed prior and post sintered curves of Hysteresis and curves of Magnetization were drawn and resistivity test was obtained. At this time, it was observed that the alloy Fe2% P showed the most promising results compared to other alloys, from the point of view of applications in electrical machines where the saturation induction was 1.36 T, the relative permeability was 4198 and coercivity was at 207 A / m. However, compared to laminated electrical steel, the induction of 1.36 T was below the average of 1.7 T, presented by steel plates acessita, Acelor group. The factor of interest are the losses, once at the alloys studied, the insertion of alloy elements may offset their solid form. With the alloy Fe2% P, that showed the best results, it followed with the mounting of the induction motor. The assembled machine was taken for testing at the company Voges Motores, Caxias do Sul - RS. The results presented demonstrated below nominal torque for the same type of machines, but only 18% from the ideal result. The power factor was higher than the conventional motor, however, the slip became high, especially at high speeds. According to the torque curve presented, it was concluded that the motor features the characteristic curve “D”, where maximum torque is achieved at low speeds.

Este projeto tem como objetivo o desenvolvimento de uma máquina síncrona com ímãs permanentes de até 7,5 kW, no qual o núcleo do rotor, usualmente construído de chapas de aço laminadas, foi substituído por um bloco maciço de uma liga ferromagnética obtida através da metalurgia do pó. Para a construção do rotor, foram estudados materiais magnéticos macios sinterizados, a partir de ligas com ferro, onde foram avaliadas propriedades magnéticas, elétricas e mecânicas, os quais influenciam diretamente no desempenho da máquina. A partir destas propriedades foi definida uma liga, considerando que o rotor construído resultaria em um melhor desempenho na máquina. Testes foram efetuados, possibilitando uma comparação com máquinas construídas da maneira convencional. / The aim of this project is to develop a synchronous machine with permanent magnets up to 7.5 kW, where the rotor core, usually built of laminated steel sheets, was replaced by a massive block of a ferromagnetic alloy obtained through Powder Metallurgy. Process soft magnetic materials using iron alloys were studied in order to build the rotor, and the magnetic, electrical and mechanical properties were analyzed, due to their direct influence on the performance of the machine. An alloy was selected according to these analyses considering a better performance of the machine using the rotor built from this alloy. Experiments were carried out to enable a comparison to machines built in traditional processes.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2016-01-08T23:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 108852.pdf: 4694934 bytes, checksum: 5c28882ee95e26bcc0ce7327555de4cb (MD5) Previous issue date: 1998 / Aços sinterizados tratados por plasma têm sido amplamente utilizados em aplicações que requerem resistência à fadiga e ao desgaste. Otimizando-se os parâmetros de tratamento por plasma, acredita-se ser possível, também, melhorar a resistência à corrosão desses materiais. Neste trabalho analisou-se o efeito dos parâmetros do processo de sinterização e dos parâmetros de tratamento por plasma, na resistência à corrosão. Outras variáveis de resposta como: espessura de camada, fases presentes na camada de compostos e densidade, também foram analisadas. O efeito das variáveis tempo e temperatura foi determinado para cada uma das atmosferas empregadas (75% N2 + 23,75% H2 + 1,25% CH4; 75% N2 + 25% H2; 25% N2 + 75% H2), utilizando-se experimentos fatoriais completos com ponto central. As superfícies de resposta para as variáveis dependentes como espessura da camada de compostos, profundidade de endurecimento e taxa de corrosão são mostradas no trabalho. Além disso, observou-se que a atmosfera com metano produz maiores profundidades de endurecimento, maiores espessuras de camada de compostos e menores taxas de corrosão. Em materiais mais densos (r=7,4 g/cm3) todas as condições de nitrocementação melhoram a resistência à corrosão, indicando que o controle da densidade e do tamanho dos poros são mais importantes do que o controle dos parâmetros de tratamento por plasma. Em materiais porosos (r=7,1 g/cm3), observou-se que a nitrocementação por plasma revestiu os poros superficiais e os poros ramificados em contato com a superfície , sendo este o motivo do aumento da resistência à corrosão.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:49:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319086.pdf: 11709961 bytes, checksum: 8d5ddd2dfb54053b75a3cea1b8486e92 (MD5) Previous issue date: 2013 / Uma nova técnica para sinterizar materiais a partir do pó foi desenvolvida pelo LabMat-UFSC. Essa técnica baseia-se na tecnologia de plasma DC utilizando descarga luminescente anormal para a sinterização de compactados obtidos via MP (Metalurgia do Pó). Na sinterização a plasma, com o posicionamento das amostras no ânodo (configuração ânodo- cátodo confinado), é possível enriquecer a superfície das mesmas com elementos de liga metálicos, provenientes da composição do cátodo. Esta possibilidade de modificar as características superficiais dos componentes obtidos por MP é fundamental para várias aplicações e desempenho desses componentes. Por exemplo, aumentar a resistência ao desgaste. Neste trabalho, amostras de ferro puro, sinterizadas e enriquecidas superficialmente com molibdênio via plasma DC, foram submetidas ao tratamento termoquímico de nitretação por plasma, modificando as propriedades mecânicas na região superficial das amostras resultando em uma região superficial mais endurecida. A presença de Mo na superfície da amostra leva a formação de microestruturas com diferentes morfologias dependentes da temperatura e do teor de nitrogênio no processo de nitretação. A análise microestrutural detalhada das camadas formadas foi realizada através de MO (Microscopia Ótica), MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura), DRX (Difratometria de Raios-X). As distintas características morfológicas e composição das camadas desenvolvidas nas amostras enriquecidas e nitretadas foi especialmente analisada e discutida com base em resultados obtidos via MET (Microscopia Eletrônica de Transmissão). A formação de nitretos mistos ??-(Fe,Mo)4N e e-(Fe,Mo)2-3N, na camada composta das amostras enriquecidas e nitretadas em alto potencial de nitrogênio foi discutido, levando a proposição de um modelo para seu desenvolvimento. Camadas superficiais obtidas após a nitretação sem precipitados visíveis por MO e MEV, mas com elevados valores de dureza, foram analisadas com base na teoria de nucleação e precipitação. Os perfis de microdureza obtidos confirmaram as alterações nas propriedades mecânicas. Este trabalho mostrou que a nitretação de compactados ferrosos enriquecidos superficialmente com Mo, melhora a dureza da camada nitretada, mesmo quando não ocorre a precipitação da camada composta. Valores de microdureza mais elevados foram obtidos nas amostras enriquecidas e nitretadas quando comparado as amostras de Fe puro nitretadas. <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-07T03:10:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343944.pdf: 8920294 bytes, checksum: 45e63daf756b5e7662e970824c51fd53 (MD5) Previous issue date: 2016 / Superfícies com propriedades otimizadas e resistentes a falhas, tem impulsionado cientistas e pesquisadores a desenvolver novos materiais e tecnologias ou melhorar e modificar as já existentes. Na década de 70, surgiu uma nova e promissora classe de revestimentos cerâmicos obtidos através da decomposição térmica de precursores poliméricos. Através do projeto molecular do polímero e da correta seleção de cargas a serem adicionadas, é possível gerar propriedades intrínsecas no revestimento. Este trabalho, que está inserido no escopo de um projeto Bragecrim, tem como desafio a união de um aço 95,9%Fe1,5%Mo2%Ni0,6%C produzido por metalurgia do pó, um processo versátil que permite o projeto e obtenção de peças na forma e microestrutura finais com reprodutibilidade, com um revestimento cerâmico derivado de polímero afim de evitar a oxidação do aço na temperatura de 450°C. Para atingir o objetivo, foi aplicado um revestimento com propriedade de barreira, desenvolvido pelo instituto de cerâmica da universidade de Bayreuth, para proteção de aços laminados em temperaturas médias. Os resultados obtidos demonstram que o revestimento PDC com cargas passivas de zircônia e vidros de boro e bário silicato, tratados termicamente em temperaturas de até 800°C, reduzem em até 40% a oxidação do aço gerando um efeito similar a dos óxidos passivadores. As análises químicas e imagens obtidas em MEV não mostram a formação de uma camada reagida entre os dois materiais, levando a conclusão que a adesão observada qualitativamente, pode ser resultado de ancoramento mecânico na porosidade residual do aço sinterizado.<br> / Abstract : Surfaces with enhanced properties and resistant to failure has driven scientists and researchers to develop new materials and technologies or to improve and modify existing ones. In 70´s, a new and promising class of ceramic coatings obtained by thermal decomposition of polymeric precursors emerged. Through polymer molecular design and correct selection of fillers to be use, it is feasible to generate intrinsic properties on the surface. This study, which is inserted in a Bragecrim project, has the challenge of coupling a 95.9%Fe 1.5%Mo 2%Ni 0.6%C steel produced by powder metallurgy, a versatile process that enables obtaining parts in its final shape and microstructure, with a ceramic coating derived from polymer precursor in order to avoid the oxidation of the sintered steel in 450°C. To achieve the objective, it was applied a coating with barrier properties, developed by the ceramic institute of Bayreuth University, for medium temperature mild steels protection. The obtained results show that PDC coatings loaded with zirconia, boron and barium silicate glasses fillers, thermally processed at temperatures up to 800°C, can reduce the steel oxidation in approximately 40% by generating an effect similar the passivating oxides. Chemical analysis and SEM images do not show a reacting layer between coating and steel, leading to the conclusion that that the qualitative adhesion observed is result of mechanical anchoring in the surface residual porosity, characteristic of sintered steels.

O presente trabalho tem como objetivo estabelecer uma rota alternativa para obtenção de ímãs de Fe-Si pelo processo de injeção de pós metálicos. Utilizando uma matéria-prima de custo mais baixo do que a tradicional e o processo de Mecano Síntese, deseja-se obter um ímã de baixo custo e boas propriedades magnéticas.

Este trabalho tem como objetivo estudar os parâmetros do processo de fabricação e a possibilidade da obtenção de pinças de biópsia por endoscopia flexível através do processo de Moldagem de Pós por Injeção (MPI), visto que atualmente essa peça não é produzida no Brasil. Essa pinça possui basicamente seis componentes, sendo o material utilizado o aço inoxidável austenítico AISI 316L, material largamente utilizado em instrumentos médicos, pois este possui boa resistência à corrosão aliada a boas propriedades mecânicas e é considerado biocompatível. A carga injetável utilizada no processo foi produzida no Laboratório de Transformação Mecânica. Inicialmente foram realizados estudos reológicos de cinco tipos de sistemas aglutinantes, após essa etapa foi variado o tamanho de partícula e carregamento do pó esférico de 316L atomizado a gás, no qual os melhores resultados apresentados foi a combinação de 90% em peso de pó de 316L, com tamanho de partícula de 90% menor que 27μm e 10% do sistema aglutinante formado por 50% de polipropileno, 30% de parafina, 15% de cera de abelha e 5% de ácido esteárico. Os parâmetros de injeção foram definidos conforme a necessidade apresentada durante o processo, sendo que a pressão de injeção ideal foi de 1200 bar. A extração química foi realizada por imersão em hexano a 40oC por 2 horas. A sinterização foi realizada em duas temperaturas, 1150oC por 2 horas e 1250oC por 1 hora, ambos com atmosfera de hidrogênio, sendo que a extração térmica foi a 450oC por 1 hora. A sinterização mostrou-se mais eficiente com temperatura de sinterização de 1250oC por 1 hora, apresentando um nível de porosidade aceitável, menor que 5% e dureza de 121,4 HV. Porém as peças apresentaram perda de forma, podendo ser causada pela alta taxa de aquecimento durante a extração térmica ou até mesmo por uma eventual heterogeneidade da carga injetável. / The goal of this work is to study the parameters and the possibility to obtain biopsy forceps by means of flexible endoscopy obtained through the process of Powder Injection Molding (PIM). This forceps is not currently produced in Brazil. This forceps has basically six components, and the material used is 316L stainless steel powder, which is widely used in medical instruments, because it has good corrosion resistance combined with good mechanical properties and is considered biocompatible. The feedstock used in the process was produced in the Metal Forming Laboratory. Initially rheological studies of five types of binders were conducted, and after this step, one has varied the size of the particle and loading of the powder of the gas atomized spherical 316L, in which the best results presented a combination of 90% in 316L powder volume, with particle size 90% less than 27μm and 10% of the binder consisting of 50% polypropylene, 30% paraffin wax, 15% bee wax and 5% stearic acid. The parameters of injection were defined according to the need presented during the process, and the ideal pressure of injection was of 1200 bar. The chemical debinding was performed by immersion in hexane at 40oC for 2 hours. The sintering was done at two temperatures, 1150oC for 2 hours and 1250oC for 1 hour, both with hydrogen atmosphere, and the thermal debinding was at 450oC for 1 hour. One has verified that sintering is more efficient with a landing sintering at 1250oC for 1 hour, presenting an acceptable level of porosity, less than 5% and hardness of 121,4 HV. But the pieces had loss of shape, which may be caused by the high rate of thermal debinding heating during or even by any heterogeneity of the feedstock.

Neste trabalho foi realizada a pesquisa, o desenvolvimento e a caracterização de compósitos magnéticos macios aplicados a núcleos de máquinas elétricas rotativas através da Metalurgia do Pó (M/P). Usualmente o núcleo (estator e rotor) de máquinas elétricas é fabricado por chapas de aço laminadas, onde este processo de fabricação demanda uma série de etapas e desperdício de material. Com a aplicação das técnicas da metalurgia do pó é possível reduzir etapas de fabricação e desperdício de matéria-prima, além da possibilidade do desenvolvimento de materiais com melhores desempenhos em sua aplicação. Os materiais estudados são compósitos de ferro puro misturado com resina fenólica. No procedimento experimental, os compósitos são misturados, compactados e curados. Como referência utilizou-se ferro puro sinterizado e outras ligas magnéticas, materiais com suas características conhecidas e aplicadas como material magnético macio. Foram confeccionadas amostras na forma adequada para o desenvolvimento dos núcleos citados, compreendendo a avaliação de propriedades de interesse. Para caracterização dos compósitos foram feitas análises de termogravimetria, das propriedades mecânicas e análise de sua microestrutura para avaliar o comportamento da resina presente no compósito. Na avaliação do desempenho dos compósitos foram analisadas propriedades magnéticas e elétricas, que são as propriedades de interesse para aplicação como núcleo de motores elétricos. Mecanicamente, os compósitos se comportam com base nas propriedades mecânicas da resina pura. Em relação às propriedades magnéticas, os compósitos estudados apresentam baixa indução de saturação, mas as perdas magnéticas são significativamente inferiores às referências. Os compósitos apresentam elevada resistividade elétrica, sendo um fator preponderante quanto à redução de perdas magnéticas. / This work presents the research, the development and the characterization done for soft magnetic composites applied to rotative electrical machines cores through Powder Metallurgy (P/M). The core (stator and rotor) of electrical machines is usually made of laminated steel sheets, and this manufactory process demands a series of stages and waste of material. When powder metallurgy techniques are used, it is possible to reduce both the manufacturing stages and the waste of raw-material. Besides, there is the possibility of developing materials with better performance when using them. The materials studied in this research are composites of pure iron mixed with phenolic resin. During the experiment, the composites are mixed, pressed and cured. Pure iron and other magnetic alloys were used as reference due to their well-known characteristics and applications as a soft magnetic material. Samples were manufactured in an accurate shape in order to develop the cores as mentioned before, regarding the analysis of the properties of interest. Analysis of thermogravimetry, of mechanical properties and microstructure were made with the objective of characterizing the composites concerning the behavior of the resin contained in the composite. When evaluating the composites performance, the magnetic and electrical properties where analyzed, which are the properties of interest when applied as a core of electric motors. Mechanically, the composites behave based on the mechanical properties of the pure resin. The composites studied for this work present low saturation induction, however, the magnetic losses are significantly inferior when comparing to the references and regarding magnetic properties. The composites present high electrical resistivity, and this is the most important aspect regarding the decreasing of the magnetic losses.

O objetivo deste trabalho foi a produção e caracterização de componentes sinterizados de titânio para aplicação biomédica, obtidos através do processo de fabricação chamado de Moldagem de Pós por Injeção ( MPI ), ou “Metal Injection Molding” ( MIM ) na língua inglesa. Para a produção dos componentes de titânio, utilizou-se de pós de hidreto de titânio produzidos pelo processo de Hidretação-Dehidretação ( HDH ), no Laboratório de Transformação Mecânica - UFRGS. Foram realizados ensaios para a caracterização dos componentes sinterizados quanto às suas propriedades mecânicas, resistência à corrosão, características morfológicas e de biocompatibilidade. Este trabalho concentra-se no desenvolvimento e produção de componentes para área odontológica ( implantodontia ) e médica, visando a implementar a técnica de Moldagem de Pós por Injeção ( MPI ) de hidreto de titânio para aplicação na produção de implantes, tendo em vista que, atualmente, este processo não é utilizado para tal fim. Para as análises de biocompatibilidade foram produzidos parafusos corticais para utilização como implantes. Após a caracterização morfológica e química dos implantes produzidos foram realizados ensaios in vitro de corrosão e in vivo de biocompatibilidade onde foi possível observar algumas características da superfície do implante como, por exemplo, a susceptibilidade à corrosão por frestas e elevado recobrimento ósseo do implante.