Introdução ao pó de metal MIM

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Índice

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 MIMComposição
Aço inoxidávelFe-Cr-Ni + elementos residuais como Mo, Ti, Nb
Aço para ferramentasFe-Cr-Mo-V + formadores de carboneto como W, Cr
Ligas magnéticas maciasFe-Si, Fe-Ni, Fe-Co + Cu, Nb etc.
Ligas de cobreCu-Zn, Cu-Al, Cu-Sn etc.
SuperligasNi/Co-Cr + Al, Ti, Nb, Ta, W etc.
Ligas de titânioTi-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

PropriedadeValores desejadosImportância
Tamanho da partícula10-20 μmAfeta o fluxo de pó e a densidade de empacotamento
MorfologiaEsférico, sem satélitesDetermina a fluidez do pó
Teor de oxigênio<0,5%Impacta a desbobinagem e a sinterização
Densidade aparente>80% da densidade realInfluencia a densidade final da peça
Densidade da torneira>90% de densidade realDetermina o comportamento da mistura e do fluxo
Índice de Hausner<1.25Indica a fluidez do pó
Densidade picnométricaConforme a ligaDefine o limite superior da densidade final da peça
Taxa de fluxo>28 s/50 gGarante 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.

pó metálico mim
Introdução ao pó metálico MIM 3

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

SetorAplicações típicasGraus de liga usados
AeroespacialLâminas de turbina, impulsoresSuperligas de níquel, ligas de titânio
AutomotivoEngrenagens, bielasAços inoxidáveis, aços para ferramentas
ConsumidorCorpos de relógios, braquetes ortodônticosAços inoxidáveis, ligas de titânio
EletrônicosSensores, pinos do conectorLigas magnéticas, ligas de cobre
MédicoLâminas de bisturi, fórcepsAços inoxidáveis, aços para ferramentas
Armas de fogoGatilhos, martelos, corrediçasAços 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

PadrãoNotasTamanho da partículaQuímica
ASTM F2885Classes comuns como SS316L, SS17-4PH, SS410, Inconel 71816-20 μmDefinido de acordo com o tipo de liga
ISO 22068Notas equivalentesSemelhante à ASTMSemelhante à ASTM
GUIAS Epma/MIMAPossibilidade de notas personalizadas10-22 μm típicoCliente 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

FornecedorGraus oferecidosPreços
Sandvik OspreyAmplo portfólio de notas$$$
HoganasNotas principais$$
Grupo AMESNotas sob medida$-$$
BASFGraus de alta pureza$$$
Kymera InternationalAmpla 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

VantagensLimitações
Peças complexas e com formato de redeCusto mais alto da peça em comparação com outros processos
Excelentes propriedades mecânicasFaixa de tamanho limitada
Ampla flexibilidade de materiaisGeometrias restritas
Comprovado em todos os setoresRequer 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.

pó metálico mim
Introdução ao pó metálico MIM 4

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.

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