O pó metálico MIM é um processo de fabricação em que uma matéria-prima de pó metálico é injetada em um molde para produzir peças metálicas complexas e de alta densidade. O processo MIM combina a flexibilidade de design da moldagem por injeção de plástico com a resistência e a integridade das peças de metal usinadas.
O pó MIM refere-se aos pós metálicos usados como matéria-prima no processo MIM. A composição e as características do pó MIM têm uma influência significativa nas propriedades, na qualidade e na relação custo-benefício das peças MIM.
Tipos e composição do pó MIM
Os pós MIM estão disponíveis em uma ampla variedade de ligas, incluindo aço inoxidável, aço para ferramentas, ligas magnéticas, ligas de cobre, superligas e ligas de titânio. Ferro, níquel e cobalto constituem a base da maioria dos pós MIM.
As categorias mais comuns de Pós metálicos MIM Incluir:
| Tipo de pó MIM | Composição |
|---|---|
| Aço inoxidável | Fe-Cr-Ni + elementos residuais como Mo, Ti, Nb |
| Aço para ferramentas | Fe-Cr-Mo-V + formadores de carboneto como W, Cr |
| Ligas magnéticas macias | Fe-Si, Fe-Ni, Fe-Co + Cu, Nb etc. |
| Ligas de cobre | Cu-Zn, Cu-Al, Cu-Sn etc. |
| Superligas | Ni/Co-Cr + Al, Ti, Nb, Ta, W etc. |
| Ligas de titânio | Ti-Al-V, Ti-Mn, Ti-Mo etc. |
A composição exata pode ser variada para obter propriedades específicas exigidas pela aplicação. Os elementos residuais são cuidadosamente controlados.
A composição e a química da liga determinam o desempenho, a capacidade de processamento e o preço do pó MIM.
Propriedades e características do pó MIM
Além da composição, os pós MIM têm determinadas propriedades físicas e químicas que os tornam adequados para o processo MIM:
Tabela 1: Principais propriedades e características dos pós MIM
| Propriedade | Valores desejados | Importância |
|---|---|---|
| Tamanho da partícula | 10-20 μm | Afeta o fluxo de pó e a densidade de empacotamento |
| Morfologia | Esférico, sem satélites | Determina a fluidez do pó |
| Teor de oxigênio | <0,5% | Impacta a desbobinagem e a sinterização |
| Densidade aparente | >80% da densidade real | Influencia a densidade final da peça |
| Densidade da torneira | >90% de densidade real | Determina o comportamento da mistura e do fluxo |
| Índice de Hausner | <1.25 | Indica a fluidez do pó |
| Densidade picnométrica | Conforme a liga | Define o limite superior da densidade final da peça |
| Taxa de fluxo | >28 s/50 g | Garante a moldagem por injeção sem problemas |
O controle preciso das características do pó, como tamanho, forma, densidade e fluxo das partículas, é necessário para produzir peças MIM de alta qualidade.
Aplicações e usos do pó MIM
O MIM é usado para fabricar peças pequenas e complexas com excelentes propriedades mecânicas em setores como:
Tabela 2: Principais aplicações dos pós MIM
| Setor | Aplicações típicas | Graus de liga usados |
|---|---|---|
| Aeroespacial | Lâminas de turbina, impulsores | Superligas de níquel, ligas de titânio |
| Automotivo | Engrenagens, bielas | Aços inoxidáveis, aços para ferramentas |
| Consumidor | Corpos de relógios, braquetes ortodônticos | Aços inoxidáveis, ligas de titânio |
| Eletrônicos | Sensores, pinos do conector | Ligas magnéticas, ligas de cobre |
| Médico | Lâminas de bisturi, fórceps | Aços inoxidáveis, aços para ferramentas |
| Armas de fogo | Gatilhos, martelos, corrediças | Aços inoxidáveis, aços para ferramentas |
O MIM permite a consolidação de várias peças em um único componente complexo. A flexibilidade dos pós MIM permite seu uso em diversos setores de alto valor.
Especificações e padrões de pó MIM
Os pós MIM estão disponíveis em vários graus padrão e personalizados, adaptados às necessidades do setor/aplicação:
Tabela 3: Especificações, tamanhos e padrões de pó MIM
| Padrão | Notas | Tamanho da partícula | Química |
|---|---|---|---|
| ASTM F2885 | Classes comuns como SS316L, SS17-4PH, SS410, Inconel 718 | 16-20 μm | Definido de acordo com o tipo de liga |
| ISO 22068 | Notas equivalentes | Semelhante à ASTM | Semelhante à ASTM |
| GUIAS Epma/MIMA | Possibilidade de notas personalizadas | 10-22 μm típico | Cliente especificado |
A maioria dos fabricantes de pó MIM oferece graus padrão e personalizados alinhados aos requisitos do setor.
É possível obter graus especiais para aplicações mais exigentes nos setores aeroespacial, médico etc.
Fornecedores e preços de pó MIM
Os principais fornecedores globais a seguir fornecem pós MIM de alta qualidade:
Tabela 4: Principais fornecedores de pó MIM e preços indicativos
| Fornecedor | Graus oferecidos | Preços |
|---|---|---|
| Sandvik Osprey | Amplo portfólio de notas | $$$ |
| Hoganas | Notas principais | $$ |
| Grupo AMES | Notas sob medida | $-$$ |
| BASF | Graus de alta pureza | $$$ |
| Kymera International | Ampla gama | $-$$ |
Os preços variam de $20/kg para tipos comuns de aço inoxidável a $200/kg para superligas exóticas, dependendo do volume do pedido e da composição exata.
Os pós MIM exigem um controle de qualidade rigoroso e um processamento significativo, o que se reflete no preço premium das classes acabadas.
Prós e contras do pó MIM
Tabela 5: Vantagens e limitações dos pós MIM
| Vantagens | Limitações |
|---|---|
| Peças complexas e com formato de rede | Custo mais alto da peça em comparação com outros processos |
| Excelentes propriedades mecânicas | Faixa de tamanho limitada |
| Ampla flexibilidade de materiais | Geometrias restritas |
| Comprovado em todos os setores | Requer alto nível de especialização |
O processo MIM permite peças metálicas de alto desempenho que não podem ser obtidas por outras técnicas, desde que as diretrizes de projeto sejam seguidas.
O pó MIM expandiu o escopo de aplicação do MIM, apesar do custo mais alto associado à peça.
Perguntas frequentes sobre Pó de metal MIM
P: Qual é a composição típica do pó MIM?
R: A maioria dos pós MIM são ligas à base de ferro, níquel ou cobalto com 15-30% de cromo, até 20% de molibdênio, adições de traços de titânio, nióbio etc. A composição do pó é adequada aos requisitos da aplicação.
P: Quais características do pó são mais importantes para a matéria-prima do MIM?
R: O tamanho da partícula, a morfologia, a densidade aparente, a taxa de fluxo e o teor de oxigênio têm a maior influência no comportamento da matéria-prima MIM e nas propriedades da peça sinterizada. Esses atributos do pó precisam de um controle rigoroso.
P: O processo MIM permite o uso de metais preciosos?
R: Sim, os metais preciosos, como ligas de ouro e prata esterlina, podem ser prontamente usados na MIM para joias e aplicações de alto valor, devido à utilização do material 100% da MIM.
P: Quais padrões orientam as especificações de pó MIM?
R: As principais normas incluem ASTM F2885, ISO 22068 e guias de órgãos do setor da Epma, MIMA, que listam graus e procedimentos de teste comuns. Também é possível obter graus personalizados.
P: Como é determinado o preço do pó MIM?
R: O preço do MIM depende muito da composição, do volume de produção, do nível de qualidade e do método de processamento. Em geral, o custo aumenta para pós altamente limpos, esféricos e personalizados.
Conclusão
O MIM continua a substituir as rotas de fabricação convencionais em diversos setores, possibilitado pelos pós MIM especializados e adaptados a cada aplicação. Por meio de um rigoroso controle de qualidade e inovação de ligas, os fornecedores de pós MIM, como a Sandvik Osprey e a BASF, garantem o desempenho ideal da matéria-prima e a qualidade da peça sinterizada, lote após lote, facilitando a adoção mais ampla da moldagem por injeção de metal.