Espumas de Fcc-Ti Produzidas via Metalurgia do Pó e Sinterização Assistida por Plasma

Abstract

A metalurgia do pó é uma rota de processamento muito utilizada na indústria metalúrgica devido à sua capacidade de produzir componentes complexos em sua forma final com alta precisão dimensional, química e alta reprodutibilidade. Um exemplo desses componentes são as espumas metálicas, que apresentam uma arquitetura altamente complexa resultante de uma macroporosidade aberta e interconectada e microporos induzidos pela presença de space holders (SH), estruturas voláteis que permitem a criação de vazios após sua remoção. Nas últimas duas décadas, as espumas de titânio têm atraído maior interesse da indústria biomédica devido às excelentes características de biocompatibilidade química e mecânica quando utilizadas como implantes biomiméticos. A estrutura da espuma é sustentada por densas paredes metálicas, formadas durante a sinterização térmica de aglomerados de pós micrométricos previamente unidos por ligantes. Nesse sentido, a moldagem de pós por injeção (MIM) torna-se um processo atraente para a fabricação de espumas de titânio devido ao alto controle microestrutural e a possibilidade de produzir peças com formatos complexos devido ao auxílio dos polímeros ligantes e lubrificantes no preenchimento dos moldes realizado a temperaturas próximas a 170 ºC. O processo vem sendo estudado ao longo dos anos com o objetivo de aprimorar alguns aspectos da arquitetura, microestrutura e propriedades mecânicas das amostras injetadas. Neste trabalho, pós de Ti e ligantes poliméricos foram selecionados, misturados a quente em diferentes proporções, e injetados via MIM para a obtenção de amostras preparadas para posterior sinterização. O objetivo da pesquisa foi encontrar uma mistura otimizada que facilitasse a injeção da mistura de pós para uma posterior produção de espumas de Ti com estrutura FCC via sinterização a plasma. Os resultados mostraram que a mistura de 87% em massa de titânio com 13% em massa de um sistema ligante composto de PP, parafina, EVA, antioxidante e ácido esteárico, conferiram ao feedstock produzido as melhores características de injeção, assim sendo obtidas amostras para sinterização com aspectos desejáveis.