Estudo da sinterabilidade de pastas à base de níquel e suas ligas para manufatura aditiva por extrusão
Abstract
Neste trabalho foram fabricadas amostras à base de pastas metálicas de níquel, com e sem adição de elementos de liga (nióbio e cobre), compactadas e moldadas, a fim de avaliar as propriedades por meio de ensaios mecânicos (dureza Vickers e ensaio de compressão), pela análise das microestruturas, pelo comportamento da pasta formada entre o pó metálico e os aglutinantes (PVA2, PVA7, CMC2, PEG7,5+PVA3,5) e também para selecionar a melhor pasta a ser impressa por meio da técnica de manufatura aditiva por extrusão numa segunda etapa. Para a primeira etapa, foram preparados seis grupos de pastas, sendo que cada um possui composição química diferente, variando, portanto, o pó metálico ou o aglutinante, que tem a função
de fornecer à pasta uma característica pseudoplástica e melhorar sua printabilidade. De todos os grupos analisados após passarem pelo tratamento térmico de sinterização, as amostras contendo níquel puro revestido com ácido oleico e 30% de aglutinante (solução de PVA7,5+PEG3,5 em água destilada) apresentaram propriedades mecânicas típicas de materiais metálicos, com tensão de escoamento média de 176,3 ± 14,2 MPa, com resistência de ruptura à compressão acima de 1200 MPa e com uma deformação de aproximadamente 67%. Além disso, tais amostras apresentaram estágio de sinterização avançada pela análise microestrutural, com baixo teor de oxigênio e pequena porosidade (1,1±0,5%). Sobre a observação acerca das amostras moldadas, quase todas pastas apresentaram características adequadas para impressão de corpos de
prova, havendo a separação do aglutinante e do pó metálico apenas no primeiro grupo. Na segunda etapa, a pasta selecionada foi utilizada para imprimir diversos modelos de corpos de prova modelados no Solidworks. Algumas amostras impressas apresentaram certa divergência com o modelo CAD, porém outras se aproximaram bastante do esperado. A sinterização das
amostras foi feita com características análogas às do mesmo grupo de amostras compactadas, de modo a manter uma maior confiabilidade para comparação das propriedades. Os resultados mostraram uma alta porosidade e a presença de óxidos na microestrutura, sendo necessário correções na temperatura de operação para atingir características mecânicas ideais para aplicação futura.
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