ESTUDO DA SINTERABILIDADE DE LIGAS DE NÍQUEL OBTIDAS POR MEIO DOS PORTADORES DE LIGA SiC, Si3N4 OU Si METÁLICO COM GRAFITA
metalurgia do pó, níquel, portadores de liga, carbeto de silício e nitreto de silício.
O níquel tem sido amplamente utilizado na produção de aços inoxidáveis e ligas especiais, dentre aplicações que requerem resistência mecânica associada à resistência à corrosão e à oxidação. Ligas de níquel também podem ser sinterizadas a partir de pó de níquel metálico com adições de pós de elementos de liga. Uma alternativa promissora à produção de componentes sinterizados de níquel com características de lubrificação sólida e melhor sinterabilidade é o emprego de misturas de pós do tipo Ni-SiC. Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a obtenção de ligas sinterizadas de níquel utilizando diferentes portadores de liga. Pós de portadores de liga compostos (SiC e Si3N4) ou Si metálico foram misturados com pó de Ni carbonila e sinterizado. As concentrações estudadas para o portador SiC foram 3, 4 e 5% em massa para o tamanho médio de partículas de 30 µm para o Ni carbonila. Também foram avaliadas misturas contendo 3% em massa de SiC em Ni carbonila com tamanho médio de partículas 15 e 50 µm. Para fins de comparação, foram sinterizadas, ainda, ligas com as mesmas proporções de elementos, partindo de silício metálico com grafita ou Si3N4 com grafita. O material de referência adotado foi níquel carbonila sem adição de portadores. A caracterização microestrutural das ligas foi feita por microscopia óptica e eletrônica de varredura com análise química semi-quantitativa. Foram determinadas as densidades das amostras e obtidas medidas de microdureza Vickers. Foi estudada a dissociação do SiC em função da concentração (3, 4 ou 5% em massa) após sinterização em 1200 ºC durante 60 minutos. Para ligas com 3% de SiC variando o tamanho médio de partículas do Ni também foi avaliada a mesma condição de sinterização. Por fim, foram estudadas temperaturas de sinterização de 950, 1080 e 1200 ºC sem patamar e patamares de 30, 60, 120 e 240 minutos para sinterização a 950 ºC. As curvas de dilatometria mostraram que o SiC favorece a sinterização do Ni de forma mais eficaz que os demais portadores de liga analisados. SiC com tamanho médio de partículas de 15 μm ativa a sinterização da liga de forma mais eficaz que os demais SiC utilizados. Com as análises de morfologia e química para todas as ligas, foi possível observar que houve dissociação do SiC, assim como do Si3N4, com a difusão do Si na matriz de Ni e carbono aglomerado e disperso na matriz. Os ensaios de microdureza demonstraram que quanto maior o tamanho médio das partículas de SiC maior é a microdureza das ligas, assim como é maior a microdureza de todas as ligas obtidas sem patamar quando comparadas às com patamar de 60 minutos. As amostras contendo Ni-SiC (com a menor granulometria média das partículas) apresentam, portanto, grande potencial para produção de ligas sinterizadas de níquel com lubrificante sólido (carbono) disperso na matriz.