Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-20T06:49:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:02:02Z : No. of bitstreams: 1 181976.pdf: 66735539 bytes, checksum: e54234f5758036a6c9d7162f1097aa53 (MD5) / Neste trabalho foi estudada a utilização de plasma (descarga luminescente anormal de corrente contínua - DLA) para a extração de ligantes e a sinterização de metal duro, WC - 10% Co. A pesquisa iniciou-se com a obtenção de amostras de metal duro, através da compactação uniaxial em matriz e da moldagem por injeção. Objetivando a definição das diversas variáveis da descarga, foi realizada uma caracterização do processo de aquecimento por plasma, obtendo-se as condições para viabilizar os processos térmicos estudados. Também, foi estudada a viabilidade da extração de ligantes por plasma, avaliando a influência dos parâmetros: temperatura e tempo da extração, mistura gasosa e taxa de aquecimento. Posteriormente foi estudada a sinterização em plasma (DLA) em diversos estágios da fase de aquecimento, até a temperatura de 13800C, caracterizando o processo através do parâmetro de densificação, análises por microscopia ótica e eletrônica e difração de raios X. Concomitantemente, estudou-se o efeito da utilização de distintos materiais como cátodo e ânodo da descarga, bem como de distintas misturas gasosas. Observou-se a formação de filmes sobre o metal duro, devido ao depósito de átomos provenientes do cátodo ("sputtering"). Finalmente, foi medido o teor de carbono no metal duro durante o seu processamento, e foi estudada, no plasma, a manutenção do teor de carbono estequiométrico usando uma mistura gasosa de Ar-H2-CH4. Nestes estudos constatou-se a formação de cristais de diamante na superfície do metal duro, concomitantemente a sua sinterização. A partir dos resultados obtidos, conclui-se que a utilização de plasma (DLA) para o processamento térmico do metal duro, em um ciclo único, é viável e eficaz.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-20T12:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196652.pdf: 5983693 bytes, checksum: 371f2a8370da53d4d3b1a2f3519d71a0 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-18T06:39:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:42:26Z : No. of bitstreams: 1 182058.pdf: 30487350 bytes, checksum: ac4174f190ed19025c76aa11ec7f46e7 (MD5) / Análise da influência da introdução do fósforo sobre a sinterização da liga Fe-7Ni produzida através do processo de moldagem de pós por injeção. Faz um estudo sobre o processo de moldagem de pós por injeção e evolução da sinterabilidade para ligas Fe-7Ni-P. Estuda as propriedades mecânicas e microestruturais para as ligas sinterizadas, e o efeito da adição do fósforo na liga Fe-7Ni sobre estas propriedades. Desenvolve um estudo comparativo com relação à etapa de remoção térmica de ligante com relação ao nível de carbono residual, utilizando-se técnicas de remoção sob fluxo de hidrogênio e sob fluxo de ar. Estuda os efeitos da estabilização de fase e sinterização com fase líquida e o efeito do carbono residual sobre as propriedades dos componentes sinterizados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-18T12:46:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246658.pdf: 3101152 bytes, checksum: cc89ee12b5484d6c1bff81af050bfb89 (MD5) / Uma das maiores limitações na obtenção de peças por metalurgia do pó é a limitação geométrica imposta às mesmas, principalmente pelo fato de serem obtidas por compactação uniaxial. Outra dificuldade oriunda da compactação uniaxial, é o gradiente de densidade resultante na peça compactada. Uma das alternativas que vem ganhando espaço nos centros de pesquisa e fábricas é a Moldagem de Pós por Injeção (MPI), processo no qual o pó não é simplesmente compactado como nos processos usuais da metalurgia do pó, mas injetado, o que é possível após este ser misturado a um ligante, adquirindo características adequadas para a injeção. O ligante, em uma proporção que varia de 40 a 60% em volume, é homogeneamente misturado ao pó, para em seguida a mistura ser injetada. Obtém-se, assim, a peça na sua geometria final ou muito próxima desta. Como esta mistura se comporta como um fluido à temperatura de injeção, ela pode preencher a cavidade de uma matriz, superando assim as limitações de geometria impostas pela compactação uniaxial. Após a injeção do material, a carga orgânica dever ser removida para que o pó, mantendo a geometria adquirida na injeção, possa ser sinterizado e o componente adquira suas propriedades finais. Pós finos e esféricos são geralmente utilizados devido à sua melhor sinterabilidade e facilidade na injeção. Pós com granulometria mais grosseira ou geometria irregular, apesar de um custo mais baixo, não são muito desejados devido ao seu baixo fator de empacotamento ou baixa sinterabilidade, gerando a necessidade de uma maior quantidade de ligante para fazer a mistura escoar durante a etapa de injeção, dificultando os processos subsequentes como remoção do ligante e sinterização. Neste trabalho estudou-se a influência da distribuição granulométrica do pó e da geometria do pó na viscosidade da mistura pó-ligante assim como nas diversas etapas do processo de MPI. A distribuição granulométrica foi tratada em termos de área superficial específica do pó. O aumento na área superficial de pó, mantendo-se volume constante, não apresentou influência na viscosidade, mas quanto maior área superficial específica na distribuição granulométrica de pó, maiores os valores obtidos de densidade final. Utilizando pós não-esféricos, percebeu-se que quanto maior o nível de deformação do pó maior o aumento provocado na viscosidade, e quanto menor a taxa cisalhante aplicada, mais preponderante esse efeito.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-22Bitstream added on 2014-06-13T20:55:49Z : No. of bitstreams: 1 nogueira_rc_me_guara.pdf: 1525094 bytes, checksum: b0dcb8b9e8f6ae12a8d680a1344a5b04 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As ligas Ti-Nb são apropriadas para uso em implantes devido a sua alta resistência e biocompatibilidade. Um dos métodos de obter estas ligas é a metalurgia do pó, pois ele permite obter peças próximas ao seu formato final. Teorias indicam que a razão de densificação varia inversamente como uma função do tamanho da partícula. O aumento de interesse na fabricação de materiais nanoestruturados (partículas menores que 100 nm) é devido à possibilidade de obter um material sinterizado em um tempo menor e em temperaturas mais baixas, com uma melhor densificação do que pós convencionais, pois é mais reativo. Neste trabalho, após hidrogenação e moagem de alta energia por até 60 min, obteve-se pós de hidreto de titânio e hidreto de nióbio, com estrutura ultrafina/nanométrica, que auxilia o processo de difusão numa posterior etapa de sinterização. Meios de moagem de diferentes materiais (aço inoxidável e nitreto de silício - Si3N4) foram usados. Independentemente dos meios de moagem usados, o material obtido apresentou aproximadamente 5% das partículas com valores cumulativos de tamanhos de até 100 nm. Mas, o material obtido do recipiente de Si3N4 após 20 min de moagem apresentou uma maior porcentagem de partículas com diâmetros médios equivalentes entre 40 nm e 1000 nm, correspondente a 29%. / The Ti-Nb alloys are suitable for use in implants due to their high tensile strength and biocompatibility. One of the methods to obtain these alloys is the powder metallurgy, because it allowing to get pieces closer to near-net-shape. Theories showing that the densification rate range conversely like a function of the grain size. The great interest in the manufacturing of nanostructured materials – NsM (particles smaller than 100 nm) is due to possibility to obtain a sintered material in a smaller time and in more low temperatures than conventional powders, with the best densification, because it is more reactive. In this work, after hydrogenation and use of higher energy ball milling by until 60 min, were obtained powders of titanium hydride and niobium hydride, with ultra-fine/nanometric structure, what help in the diffusion process during a later stage of sintered. Milling medium of different materials (stainless steel and silicon nitride - Si3N4) were used. Independently of the grinding medium used, the material obtained exhibit approximating 5% of the particles with the cumulative values of size until 100 nm. But, is the possible to verify that the material obtained of the Si3N4 vessel, after milling by 20 min, exhibited a greater percentage of particles with average equivalent diameters between 40 nm and 1000 nm, than correspond to 29%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-17T02:44:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:38:23Z : No. of bitstreams: 1 109017.pdf: 12063864 bytes, checksum: 77f0ab2e2b02f8e699ae9050616a9342 (MD5) / A fabricação de produtos via metalurgia do pó (M/P) é amplamente empregada na indústria, porém em aços sinterizados a presença de poros residuais decorrentes do processso de fabricação afeta o seu desempenho face à corrosão eletroquímica. Aplicou-se um tratamento superficial nas ligas, nitretação por plasma, visando melhorar a resistência à corrosão. Neste trabalho foram produzidas ligas na forma binária por M/P, Fe-5% Mo e Fe-10% Ni as quais foram sinterizadas a uma temperatura de 1250°C durante 2h e posteriormente nitretadas por plasma a uma temperatura de 540°C em uma mistura de 75%N2/25%H2 por 2h. O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento destas ligas sinterizadas, sinterizadas/nitretadas, frente à corrosão. Os ensaios eletroquímicos empregados para avaliar o comportamento das mesmas foram: Ecorr vs tempo, potenciodinâmico, potenciostático, realizados em uma solução de KNO3 1,25M, de onde derivaram os valores para os cálculos da taxa de corrosão. A Microestrutura das ligas sinterizadas e camada nitretada, foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e análise de energia dispersíva (EDAX). Entre as amostras de Fe-10%Ni sinterizadas e sinterizadas/nitretadas, não ocorreu diferença significativa nos ensaios potenciodinâmicos. O ensaio potenciostático revelou uma densa camada de óxido formada na liga sinterizada Fe-5%Mo, indicando a sua passivação. Em ambos os casos as amostras nitretadas não exibem uma melhora na resistência à corrosão.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T07:41:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:18:17Z : No. of bitstreams: 1 138902.pdf: 33100279 bytes, checksum: 2a6ebaaf8a01788370a84f1221937cf6 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:31:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299925.pdf: 5581728 bytes, checksum: 581e31aaa0b1faf508cfdfa63644b998 (MD5) / Componentes com dois materiais vêm crescentemente sendo mais solicitados pela indústria como uma oportunidade para combinar diferentes propriedades em um único componente. Recentemente a Moldagem de Pós por Injeção (MPI) mostrou ser uma técnica viável para o processamento destes modernos componentes em uma única rota de processamento. Devido a vasta gama de pós disponíveis no mercado, diversos materiais podem vir a ser co-sinterizados para uma específica aplicação de engenharia. Neste contexto, o foco do presente trabalho experimental foi o estudo da fabricação de componentes sinterizados contendo dois distintos tipos de aços, um deles apresentando características autolubrificantes (baixo atrito e alta resistência mecânica/desgaste), mas possuindo resistência mecânica semelhante ao outro. Como materiais de alto desempenho tribológico foram utilizados as ligas autolubrificantes, recentemente desenvolvidas no LabMat da UFSC, onde nódulos de grafita são gerados "in situ" durante a sua sinterização via dissociação de carboneto de silício em uma matriz ferrosa. Estes materiais foram co-sinterizados com aços baixa liga típicos da MPI. Possivelmente, a combinação de um material que apresente promissoras características tribológicas com outro que tenha propriedades inferiores é uma grande alternativa aos caros conhecidos processos de tratamentos superficiais. Assim, o trabalho foi dividido em três etapas onde primeiramente procurou-se estudar a compatibilidade de sinterização de diferentes aços autolubrificantes com aços baixa liga via técnicas de sinterização em dilatômetro. Na sequência, foram estudadas a qualidade das interfaces em termos de defeitos e microestruturas obtidas. Por fim, a resistência dos corpos de prova multimateriais foi observada no ensaio de tração a fim de avaliar quantitativamente o desempenho mecânico das interfaces. Como resultados foram obtidos componentes multimateriais isentos de defeitos e com propriedades tão elevadas quanto a de componentes de apenas um único material.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T17:02:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251819.pdf: 3594598 bytes, checksum: 69416bd7be16ab90278fa7c656c87b2b (MD5) / Neste trabalho foi inicialmente caracterizado e avaliado o desempenho tribológico de duas fases distintas de nitreto de ferro (fases e '), utilizando componentes industriais fabricados em ferro puro sinterizado. A nitretação foi realizada em reator a plasma de escala industrial projetado e construído no LabMat/UFSC. Foram realizadas caracterizações microestruturais, através de microscopia ótica e análise de fases por difração de raios X, topográficas através de interferômetro a laser e tribológicas através de ensaio de deslizamento alternado a seco e microabrasão utilizando SiC como abrasivo. Durante os ensaios de desgaste por deslizamento alternado foram monitorados o coeficiente de atrito e o potencial de contato. O desgaste das peças foi determinado através de perda volumétrica da marca de desgaste pelo uso dos dados de topografia fornecidos por um interferômetro a laser. Também foi avaliado o desgaste do contra-corpo. Os mecanismos de desgaste dos ensaios de deslizamento alternado e microabrasão foram avaliados via microscopia eletrônica de varredura. Após a avaliação da fase de nitreto de melhor desempenho tribológico para este sistema, foram realizados três ciclos de nitretação com carga completa (5.000 peças/ciclo) para certificação do reator. Com o objetivo de verificar possíveis variações nas peças tratadas ao longo da carga, foram analisadas peças de doze regiões diferentes pré-definidas da carga. As análises realizadas foram microestruturais, espessura de camada e fase de nitreto e dimensionais, diâmetro e circularidade das peças. Após a verificação da homogeneidade do tratamento de nitretação ao longo da carga e entre ciclos foram realizadas análises topográficas e tribológicas (ensaios de deslizamento alternado e microabrasão) por amostragem comparando os resultados com peças nitretadas em equipamento comercial importado. Em uma última etapa, peças foram montadas em compressores para testes acelerados e novamente comparadas às peças nitretadas em equipamento comercial importado. Em relação ao desempenho tribológico, a camada de fase possui uma resistência ao desgaste, para o ensaio de deslizamento alternado, cerca de 2,5 vezes maior em relação a camada de fase '. As peças nitretadas no equipamento LabMat/UFSC apresentaram desempenho levemente superior quando comparadas com as peças nitretadas em equipamento comercial importado. O ensaio de deslizamento alternado mostrou-se eficiente para reproduzir o mecanismo de desgaste das peças apresentando resultados similares aos ensaios acelerados em compressores.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2007 / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274156.pdf: 3396835 bytes, checksum: 2b73791d736a81c6ead66c64b8be61a1 (MD5) / Esta dissertação tem por objetivo apresentar de forma detalhada as etapas de projeto, construção e homologação de um reator híbrido plasma resistores elétricos para o processamento de componentes mecânicos obtidos a partir da tecnologia de moldagem de pós metálicos por injeção (MIM) em escala industrial. O reator de extração de ligantes e sinterização em ciclo único (PADS) foi desenvolvido segundo o processo de plasma aplicado ao processamento de materiais metálicos, desenvolvido no Laboratório de Materiais (LabMat) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) desde 1997. A partir da utilização de uma metodologia de projeto, o equipamento foi projetado em quatro etapas na seguinte seqüência: projeto informacional, projeto conceitual, projeto preliminar e projeto detalhado. Este enfoque proporcionou ao equipamento um caráter multidisciplinar onde, a partir de diversos ramos da engenharia, obteve-se um equipamento em escala industrial para a empresa Steelinject Ltda (uma empresa Lupatech S/A). A necessidade da utilização de processos mais produtivos e modernos, bem como corretos ambientalmente na indústria foram premissas na obtenção do equipamento. Neste trabalho é apresentado o projeto de engenharia, construção do equipamento e homologação do reator, a partir do processamento de duas ligas metálicas: aço ao carbono Fe2Ni0,6C e aço inoxidável AISI 316-L. Os resultados encontrados foram condizentes com o esperado para a tecnologia MIM, em relação ao desempenho físicomecânico como dimensional dos produtos processados, de forma que o equipamento foi aprovado pela empresa Steelinject para operação em escala industrial. As patentes internacionais do processo e do equipamento foram depositadas, identificando o elevado grau de desenvolvimento tecnológico realizado em parceria entre o LabMat (UFSC) e a empresa Steelinject Ltda (uma empresa Lupatech S/A). / This work presents in a detailed view the three steps of the hybrid plasma electric heating PADS reactor: the design, construction and homologation. This reactor has been developed to process mechanical components by metal injection molding (MIM) technique on industrial scale. The debinding and sintering single cycle reactor (PADS) was developed from the plasma materials process technique developed by the Materials Laboratory (LabMat) of Federal University of Santa Catarina (UFSC) since 1997. Following a design methodology the equipment has been designed in four steps: informational design, concept design, preliminary design and detailed design. This way gave to the project a multidisciplinary feeling from different engineering areas. The industrial equipment was obtained to Steelinject Ltd (Lupatech S/A Company). The necessity of using more productive and modern process, as well as environmentally correct on the industry had been premises on the attainment of the equipment. This work presents the mechanical engineering project, construction and homologation of the reactor inside Steelinject Company, as well as routes to process two metallic alloys: carbon steel Fe2Ni0,6C and stainless steel AISI 316-L. The PADS results obtained were approved based on MIM technology references to physic-mechanical properties and dimensional accuracy to the processed products. The equipment was approved by Steelinject Company to the industrial operation. The international process and equipment patents were obtained showing the high level of technological development used between LabMat (UFSC) and Steelinject Ltd (Lupatech S/A Company).