Estudo de desempenho de engrenagens de rosca e sem fim fabricadas por metalurgia do pó e unidas com sistema poka-yoke e posterior brasagem

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Fernandes, Tiago Quadros
• Orientador(a): Nunes, Rafael Menezes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engrenagens; Metalurgia do pó; Sinterização
• Palavras-chave em Inglês: Powder metallurgy; Sintering; Sintered gear
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/300647

Neste proposto trabalho serão produzidas engrenagens sinterizadas de FeC2, FeCu5C1 e FeCu20 para redutores de coroa e sem fim. Tem-se como objetivo geral substituir as engrenagens de bronze SAE 65 fundidas por centrifugação e, também, por fundição em areia verde, que são os atuais métodos de produção, pelo processo de fabricação por metalurgia do pó. As engrenagens de redutores de velocidade de coroa e sem fim necessitam ter alta resistência ao desgaste para transformar a velocidade do eixo de entrada em menor velocidade no eixo de saída e por consequência aumentar o torque na saída. Para isso, no proposto, serão utilizadas misturas com base em pó metálico de ferro e cobre e infiltradas com grafite, serão testadas variações na quantidade de cobre da mistura com valores de 0%, 5% e 20%. Objetiva-se reduzir a porosidade do material base e obter resultados significativos para aumentar a vida útil da engrenagem. Consequentemente outros aspectos econômicos são esperados com essa aplicação: economia de matéria-prima, aumento de valor agregado e diminuição nos custos de produção. Na fabricação de peças utilizando o processo de metalurgia do pó há um limitante, que é a área superficial da peça a ser compactada. Geralmente é possível confeccionar peças com mínimas áreas superficiais, pois áreas de significativas relevâncias exigem altas capacidades de prensagem, onde o fator limitante é a capacidade de prensagem do equipamento. Logo, a simples substituição do processo de fundição por metalurgia do pó não é suficiente para sanar o problema quando o tamanho da área da peça a ser compactada é maior que a capacidade da prensa que fará a compressão. Para contornar essa dificuldade, este estudo propôs um sistema de divisão das engrenagens em segmentos menores, permitindo áreas superficiais reduzidas o suficiente para serem prensadas. Desenvolveu-se a montagem desses segmentos utilizando um sistema de encaixe (Poka Yoke). Após a sinterização, os segmentos foram unidos, brasados e, em seguida, submetidos à usinagem. O método foi testado variando as misturas utilizadas, resultando em um desempenho muito satisfatório com a mistura FeCu20. Esta mistura indicou um desgaste menor, especialmente nos dentes, durante um período de uso intermitente de 6 meses. No entanto, também se propôs a modulação da engrenagem em frações de peças com áreas reduzidas e dotadas de sistema de encaixe (Poka Yoke) que torna viável a confecção de uma engrenagem com grande área superficial, para obter este resultado realizou-se uma pós-sinterização (Brasagem) do conjunto de peças já encaixadas formando o disco da engrenagem.