BR102017012320A2 - compósito produzido a partir da liga bronze de alumínio pela rota da metalurgia do pó - Google Patents

Abstract

o presente pedido de patente de invenção trata da produção de um compósito a partir de resíduos de usinagem da liga de bronze de alumínio na forma de cavacos pela rota da metalurgia do pó, via moagem de alta energia com uso de carbetos. o material descartado do processo de usinagem da liga é reaproveitado para moagem de alta energia com adição de carbetos, onde o pó deste resíduo com tamanhos submicrométricos e nanométricos é obtido. após a caracterização dos pós, via microscopia ótica e eletrônica de varredura, difração de raios-x e análise de granulometria, o material é então compactado em prensa uniaxial para ser sintetizado. no processo de sinterização, as amostras obtidas são novamente caracterizadas para que se avaliem suas propriedades mecânicas, sua densidade e porosidade.

Description

“COMPÓSITO PRODUZIDO A PARTIR DA LIGA BRONZE DE ALUMÍNIO PELA ROTA DA METALURGIA DO PÓ ”

CAMPO DA INVENÇÃO:

[001] O presente pedido de invenção trata da produção de um compósito a partir de resíduos de usinagem da liga de bronze de alumínio na forma de cavacos pela rota da metalurgia do pó, via moagem de alta energia com uso de carbetos. O material descartado do processo de usinagem da liga é reaproveitado para moagem com adição de carbetos, onde o pó deste resíduo com tamanhos submicrométricos e nanométricos é obtido. Após a caracterização dos pós, via microscopia ótica e eletrônica de varredura, difração de raios-x e análise de granulometria, o material é então compactado em prensa uniaxial para ser sinterizado. No processo de sinterização, as amostras obtidas são novamente caracterizadas para que se avaliem sua densidade e porosidade.

ESTADO DA TÉCNICA:

[002] O bronze de alumínio é um tipo de bronze em que o alumínio é o principal metal de liga adicionado ao cobre. Pode conter de 5 a 14% de alumínio o que implica no aprimoramento das propriedades mecânicas da liga. Elementos de liga como ferro, níquel, manganês e silício podem estar presentes em proporções variáveis aperfeiçoando ainda mais as propriedades do material. O bronze de alumínio é comumente comparado aos aços de alta resistência e baixa liga devido à sua elevada resistência mecânica, ao desgaste, a cavitação e ao impacto. Esta liga também possui resistência à corrosão, semelhante à de aços inoxidáveis, que é atribuída ao alumínio que reage com oxigênio da atmosfera para formar uma fina e resistente camada passiva de óxido de alumínio que protege o material. Por estes e outros motivos, toma-se um material de grande interesse em pesquisas para setores de alta tecnologia como o aeronáutico e naval.

[003] Porém, ressalta-se que, na produção de componentes a partir dessa e de outras ligas via processos metalúrgicos convencionais, não mais do que 54% dos cavacos do material usinado são recuperados. Já no processamento via metalurgia do pó, cerca de 95% do rejeito de produção de peças metálicas pode ser recuperado. Os benefícios da conversão direta de sucata em pó de metal e posterior compactação incluem também uma redução de consumo energético, proteção do ambiente e menor emissão de poluentes no ar.

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2/10 [004] Metalurgia do pó consiste de um processo metalúrgico para a fabricação de materiais compósitos que se distingue de outros processos metalúrgicos tradicionais por utilizar pós-metálicos e não metálicos como matéria-prima durante o processo de produção, além de agregar considerável desenvolvimento das propriedades finais (física e mecânica) e estruturais do novo compósito. O processo de fabricação de peças metálicas por meio da metalurgia do pó consiste de uma série de técnicas de processamento para obtenção de pós incluindo também a moagem de sucatas metálicas para composição uniforme, com fins de compactação desses elementos em ferramental apropriado.

[005] Posteriormente, é feito o tratamento de sinterização dos pós para a densificação do material, que ocorre com temperaturas abaixo do ponto de fusão do metal base para promover a ligação entre átomos vizinhos das partículas que compõem o material. O processo de densificação é geralmente realizado por meio de um forno para altas temperaturas.

[006] Este processo também minimiza a necessidade de usinagem e acabamento superficial, além de manter estreita tolerância dimensional fazendo com que os poros de materiais sinterizados apresentem densidades entre 25 e 85% da densidade teórica.

[007] A metalurgia do pó se mostra como uma importante alternativa de processo de conformação metálica e apontada como um dos principais caminhos para o futuro da metalurgia no país com aplicações em vários setores da engenharia. Neste contexto, a moagem mecânica feita por meio de um moinho de alta energia surge como uma técnica de processamento alternativa para a obtenção de compostos intermetálicos, capaz de promover a redução de cavacos de materiais a partículas de tamanho até nanométrico.

[008] Dois diferentes termos são usados na literatura para definir o processamento de partículas de pós em moagem de alta energia: a síntese mecânica (Mechanical Alloying), que é a mistura de pós de diferentes metais ou ligas, disponíveis comercialmente com partículas entre 1 a 200 pm para moagem em conjunto, com transferência de massa para obtenção de uma liga homogênea, e a moagem mecânica (Mechanical Milling) ou cominuição, que produz uma composição uniforme dos pós, a partir de metais puros, sucatas, intermetálicos ou ligas, o qual não requer transferência de material para homogeneização. Os parâmetros mais importantes envolvidos no processo de moagem de alta energia são: tipo de moinho; rotação da moagem; tempo de moagem;

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3/10 razão entre massa de material e massa de esferas; atmosfera de moagem; agente controlador de processo.

[009] O processo de moagem é caracterizado pela soldagem e fratura repetitivas das partículas de pó aprisionadas entre a superfície das esferas de colisão durante a moagem. A extensão deste processo de micro foqamento individual e sua influência sobre a síntese na liga depende, principalmente, do comportamento mecânico dos componentes ou pós envolvidos. Neste contexto, pode-se citar o sistema de mistura do tipo dúctil-frágil, onde as partículas dúcteis da liga em questão assumem a forma de plaquetas, devido às sucessivas soldagens a frio, e se juntam com as partículas frágeis de materiais adicionados a mistura como carbetos e, por meio de fraturas causadas pelos corpos moedores, se distribuem ao longo de espaços interlamelares da matriz dúctil.

[010] Nos últimos anos, trabalhos têm sido realizados com compósitos que possuem uma matriz de metal sinterizado juntamente com partículas cerâmicas incorporadas, denominadas óxidos ou carbetos tais como NbC, TiC, VC e outros. Carbetos são compostos em que o carbono é combinado com elementos menos eletronegativos de um metal para poder melhorar propriedades como a resistência ao desgaste. A adição de carbetos na moagem aumenta a resistência mecânica do composto barrando o movimento das discordâncias que ficam obrigadas a seguirem trajetórias alternativas ou até se dividirem requerendo maior energia para superar este obstáculo. Assim, consequentemente, a dureza e resistência mecânica do material aumentam devido a maior dificuldade de se deformarem plasticamente.

[011] A eficiência da moagem de alta energia decorre do fato de que muitas ligas possuem partículas dúcteis, como o próprio bronze de alumínio, em contraste com carbetos que possuem alta dureza, formando um sistema dúctil-frágil. Durante o processo de moagem, fatores como as colisões ocorridas entre os materiais e esferas e também o fato das partículas duras de carbeto se incorporam a matriz dúctil, elevam as tensões sobre esta matriz levando-a a ruptura. Tal processo favorece a produção de um particulado com dimensões micro e nanométricas. A compactação da mistura de pós solicitados mecanicamente é a última etapa que antecede o processo de sinterização. Logo, a compactação é definida como a pressão mínima necessária para produzir um compacto com certa resistência a verde. Em outras palavras, o processo de prensagem pode ser definido como uma operação de conformação baseada na compactação de pós no interior

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4/10 de uma matriz rígida metálica através da aplicação de pressão. A compactação de pós metálicos é influenciada por fatores relativos ao ferramental usado no processo de prensagem como o tipo de prensa, de matriz, o método de prensagem ou até o lubrificante utilizado nas paredes da matriz. Dentre os métodos de prensagem, podem-se citar dois principais: uniaxial e isostático.

[012] A sinterização é a fase final do ciclo de consolidação do pó metálico, iniciado na compactação, quando o compactado verde é aquecido, resultando em alteração dimensional e aumento da densidade. A fase de sinterização consiste no aquecimento do compactado da ordem de 2/3 a 3/4 da temperatura de fusão da liga, onde as partículas do pó são unidas por meio do deslocamento difusional de massa e outros mecanismos de transporte atômico.

[013] A sinterização influencia a densidade final, bem como as propriedades mecânicas dos componentes de metal sinterizado. Os fatores importantes do ciclo de sinterização são a taxa de aquecimento, tempo de sinterização, temperatura de sinterização e atmosfera de sinterização, que tem grande influência no comportamento de corrosão e propriedades mecânicas com presença de porosidade quando sinterizadas em atmosferas industriais.

[014] Neste processo, o nível de porosidade e a distribuição de tamanho dos poros podem ser controlados por variáveis de fabricação tais como a pressão de compactação, tempo e temperatura de sinterização e, também, pela variação das propriedades do pó, tais como a forma e o tamanho das partículas, a distribuição do tamanho e a textura da superfície. Os materiais nanocristalinos mostram resistência aumentada, dureza elevada, taxas de difusão extremamente elevadas e, consequentemente, tempos de sinterização reduzidos para compactação em pó.

PROBLEMAS DO ESTADO DA TÉCNICA:

[015] Para rotações em tomo de 400 rpm ou superiores, observou-se a centrifugação do material para a superfície lateral do jarro, de forma a anular a moagem do material (Figura 5a).

[016] As moagens preliminares feitas apenas com o material base, isto é, com cavacos da liga e corpos de moagem (esferas), mostrou rendimento abaixo do esperado prejudicando de modo significativo a moagem, devido a característica dúctil da liga, que

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5/10 necessita de considerável quantidade de energia para promover a fragilidade do material (Figura 5b).

[017] A energia do processo de moagem sobre o material base acrescido de carbeto gera um processo de soldagem a frio das partículas dos pós, fato que também inviabiliza a moagem (Figura 5c).

[018] Um problema ou objetivo a ser aperfeiçoado nesta invenção se dá a respeito da densidade final do material. Obter um compósito com maior densidade é sinônimo de um produto de maior resistência mecânica.

SOLUÇÃO ENCONTRADA:

[019] Moagens realizados com sucesso possuem rotações entre 250 e 350 rpm.

[020] Para que a fragilidade do material possa ser alcançada, foi adicionada a mistura o carbeto de vanádio (VC) para que fosse possível a formação de um sistema de mistura dúctil-frágil. A adição de carbetos também promove maior densidade na sinterização e aprimora as propriedades mecânicas, corrosivas, tribológicas do material.

[021] Foi utilizado um agente controlador de processo (ACP) chamado ácido esteárico na quantidade de 1% em massa na moagem para evitar a soldagem a frio das partículas dos pós.

[022] A questão relacionada ao aumento da densidade do produto final pode ser solucionada com outros processos de compactação dos pós como, por exemplo, a compactação via prensa isostática, onde o material pode sofrer pressões em todas as direções e não só de forma uniaxial, como realizado nesta invenção.

OBJETIVOS E VANTANGENS DA INVENÇÃO:

[023] O presente pedido de patente de invenção tem como um de seus objetivos produzir um compósito via metalurgia do pó, por moagem de alta energia, a partir de cavacos da liga bronze de alumínio reforçado com carbetos para obtenção de pós com granulometrias reduzidas para posterior compactação e sinterização.

[024] O compósito produzido não requer operações posteriores. A moagem dos cavacos da liga de bronze de alumínio com a adição de carbeto de vanádio visa aumentar a eficiência do processo e aperfeiçoar as propriedades mecânicas do ompósito produzido, uma vez que há a formação de um sistema de mistura do tipo dúctil-frágil.

[025] A presente invenção se destaca por ser uma alternativa para a produção de compósitos através do reaproveitamento de rejeitos do processo de usinagem, que podem

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6/10 apresentar propriedades interessantes para a produção de peças e componentes industriais. Também possui apelo ambiental, uma vez que pode ser uma alternativa para reciclagem resíduos de produção que seriam descartados no meio ambiente, além de economia energética.

[026] Pelo fato de produzir partículas micro e nanométricas no processo de moagem de alta energia, quando adicionado a carbetos, os pós resultantes da moagem podem proporcionar um material sintetizado de alta densidade, pouca porosidade e propriedades mecânicas bastante significantes quando comparadas ao material fundido.

[027] Assim, as aplicações deste produto compósito podem ser amplas, de modo que requerem uma análise de suas propriedades para embasar sua seleção em determinada aplicação.

[028] Todavia, todo processo envolvendo a rota por metalurgia do pó somente é viável economicamente quando produzido em larga escala, uma vez que os equipamentos envolvidos neste processo são caros.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO:

[029] A presente invenção se volta para a produção de um compósito metalcerâmico a partir da liga bronze de alumínio com ampla aplicabilidade de acordo com o interesse do solicitante e a partir de uma análise de suas propriedades. O processo pode ser compreendido da seguinte forma:

[030] i) Os cavacos da liga de bronze de alumínio foram obtidos por processo de usinagem a partir do material fundido em barras, com baixa rotação (~ 45 rpm), para evitar oxidação dos rejeitos e sem o uso de lubrificantes para evitar a contaminação por óleo solúvel (Figura 1).

[031] Também foi realizada a espectroscopia química sobre o material fundido a fim de se obter a composição química quantitativa e quantitativa do bronze de alumínio, conforme visto na Tabela 1. O bronze de alumínio utilizado nesta pesquisa, devido a sua composição química, se assemelha à liga UNS C63020, segundo a classificação da norma ASTMB150/B150M-12 (2012).

Tabela 1. Análise química da liga bronze de alumínio (% em massa).

Elemento	Cu	Al	Fe	Ni	Mn	Au	Sb	C
Concentração	73,6	12,69	7,2	4,87	0,940	0,120	0,107	0,0720
Elemento	Pb	Si	Co	Bi	As	Sn	Cr	S

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Concentração	0,0580	0,0380	0,0260	0,0210	0,0170	0,0140	0,0120	0,00620
Elemento	P	Zn	Mg	B	Ti	Ag	Zr	Cd/Be
Concentração	0,00530	0,00470	0,00360	0,00330	0,00240	0,0010	0,00040	0,0001

[032] Tanto o material fundido quanto os cavacos da liga foram analisados via processo metalográfico, onde amostras foram embutidas, lixadas e polidas para caracterização microestrutural via microscopia óptica. O material como recebido possui um tratamento térmico descrito como TQ-30 para aplicações aeronáuticas, isto é, têmpera seguida de revenimento (ASTM BI50/ B150M-12, 2012). Verifica-se que o tratamento térmico TQ-30 promove a homogeneização da microestrutura para gerar alívio de tensão resultante da têmpera de fabricação, que se caracteriza pela presença da fase martensítica β’, além de precipitar as fases r(AlFe/AlFe3) na matriz a (Cu), como observado pelas partículas escuras. Observam-se também partículas escuras na microestrutura do cavaco da liga, o que também indica a presença dos precipitados “k” (Figuras 2 e 3).

[033] ii) O mesmo ocorreu com o carbeto. Neste caso, o carbeto de vanádio produzido pela empresa Hermann C. Starck possui granulometria entre 3 a 4 μτη.

[034] iii) O processo parte da quebra dos cavacos usinados em pedaços menores (~ 10 mm), onde foram pesados 30 g destes para serem inseridos com 3% de carbeto de vanádio e 1% de ácido esteárico (% em massa) em um jarro de aço inoxidável com 600 g de esferas de três diâmetros diferentes e mesma proporção: grandes (21 mm), médias (13 mm) e pequenas (8 mm). A relação massa/esfera foi fixada na proporção de 1:20. A adição de ácido esteárico se justifica por este ser um agente controlador de processo (ACP), que age como desaglomerante para evitar que a moagem seja afetada pela soldagem a frio das partículas dos pós.

[035] iv) A moagem de alta energia foi realizada em um moinho planetário com atmosfera de argônio para evitar a oxidação dos pós, onde foram assumidos os seguintes parâmetros e seus valores para a realização de planejamento de experimentos (DOE): tempo de moagem 50 horas, rotação de 350 rpm e adição de 3% VC.

[036] v) Após a moagem, os pós são retirados dos jarros do moinho e armazenados em recipientes limpos e secos. Em seguida, é realizada a caracterização microestrutural dos pós via microscopia eletrônica de varredura para se avaliar o tamanho, a morfologia, além da análise química para verificar a presença do carbeto no material (EDX). Também foi analisado o tamanho do particulado via difração a laser por meio de

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8/10 um granulômetro. Na Figura 4a, observa-se que as dimensões das partículas variam de poucas micras com a presença de aglomerados e possivelmente com a presença de partículas nanométricas, uma vez que há um maior potencial de fragilização das partículas devido à adição do carbeto. Na Figura 4b, observa-se uma única região, de tendência central de distribuição de partículas, onde as dimensões variam de 2 a 20 pm, fato que converge com a microscopia eletrônica e varredura realizada desta condição.

[037] A Tabela 2 mostra os valores da distribuição acumulada de tamanho de partículas da moagem de alta energia do bronze alumínio com adição de VC. O tamanho das partículas para o fator D50 foi de 10,02 pm com 50 horas moagem, fato que indica que 50% das partículas possuem até este tamanho. Da mesma forma, os valores informados para D10 e D90 são de 7,91 pm e 11,86 pm, indicando que 10% de partículas têm dimensões inferiores a 7,91 pm e 90% das partículas estão abaixo do tamanho de 11,86 pm, respectivamente.

Tabela 2. Valores de distribuição acumulativa para 50 horas de moagem com VC.

Tempo de Moagem (h)	D10 (pm)	D50 (pm)	D90 (pm)
50	7,91	10,02	11,86

[038] As fases do material e a influência da moagem na rede cristalina do material foram analisadas via difração de raios-x por meio de um difratômetro com radiação CoKa. Verifica-se nesta análise um processo de amortização do material conforme o tempo de moagem aumenta.

[039] vi) O processo de compactação foi realizado em prensa uniaxial. As amostras para prensagem foram confeccionadas com 1,0 gramas de material (bronze de alumínio + 3% do carbeto) misturado com 1% do aglomerante estearato de zinco, onde foi aplicada a carga de 400 MPa. Depois de transformadas em peletes, seu diâmetro e altura foram determinados para o cálculo da densidade a verde.

[040] vii) A sinterização ocorreu em um forno com atmosfera a vácuo, para evitar processos de oxidação, produzido por uma bomba mecânica com capacidade de 10-2 mbar. Um tubo de quartzo ligado à bomba foi utilizado como recipiente de armazenamento das amostras, que foram aquecidas a uma taxa de 10°C/ min até a temperatura de 400°C (patamar 1), por 20 minutos para a evaporação do aglomerante. Em seguida, à mesma taxa de aquecimento, as amostras atingiram a temperatura de sinterização de 900°C, onde permaneceram por mais 60 minutos (patamar 2). Ao final, as

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9/10 amostras foram arrefecidas no interior do forno. Os parâmetros e valores de compactação e sinterização foram estabelecidos por outro planejamento de experimentos (DOE) realizado (Figura 6).

[041] viii) A microestrutura das amostras sintetizadas foi caracterizada via microscopia óptica para se avaliar a morfologia do particulado sinterizado (Figura 7).

[042] Também foi analisada a densidade aparente do material sinterizado pelo princípio de Arquimedes, onde os corpos de prova foram imersos em água destilada por 24 horas antes de serem tomadas as medidas, de acordo com a NBR 6220:2011. Foi usada uma balança de precisão de quatro dígitos, na qual foram medidas as massas seca, úmida e imersa dos corpos de prova. Quando comparada com a densidade da amostra fundida, verifica-se que a densidade da amostra sinterizada é de aproximadamente 78% do valor da densidade do material de referência. (Figura 8). A Tabela 3 apresenta os valores das densidades a verde e sinterizada das amostras compactadas e sintetizadas em comparação com o material fundido.

Tabela 3. Comparação entre densidades a verde e sinterizada

Amostras	Média densidade à verde (g/cm3)	Média densidade aparente (g/cm3)
Fundido	-	7,33
Sinterizada	4,91	5,70

[043] A porosidade do material sinterizado foi obtida por meio de uma comparação entre os valores de porosidade teórica, aparente e via imageamento por microscopia óptica, das amostras sinterizadas. Esta metodologia de comparação entre esses valores de porosidade foi definida devido à significativa variabilidade desse tipo de medida. Logo, a porosidade teórica pode ser obtida através do cálculo da densidade teórica do material, via porcentagem de seus principais elementos químicos, multiplicada por sua densidade elementar. A porosidade aparente é obtida através da densidade aparente/Arquimedes (Figuras 9 e 10). A Tabela 4 mostra os valores de porosidade medidos pelos três métodos propostos.

Tabela 4. Porosidade do material sinterizado.

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Amostras Média porosidade teórica (%)	Média porosidade aparente (%)	Média porosidade imageamento (%)
Sinterizada 28,39	22,24	20,93

[044] ix) A obtenção do compósito sinterizado, com sua matriz formada a partir dos pós da liga bronze de alumínio contendo carbeto como material cerâmico, passa a ser possível por meio de processos simples de compactação e sinterização em um único ciclo térmico, de modo a garantir um produto com relativa densidade quando compactado de forma uniaxial.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [045] A Figura 1 apresenta o material usinado na forma de cavacos a partir da liga de bronze de alumínio fundida.

[046] A Figura 2 apresenta a microestrutura obtida por microscopia óptica do material como recebido, isto é, na condição de fundido.

[047] A Figura 3 mostra a microestrutura de um cavaco sem ataque químico.

[048] As Figuras 4a e 4b indicam que os tamanhos das partículas dos pós produzidos.

[049] A Figura 5 apresenta estudos preliminares da moagem de alta energia dos cavacos da liga de bronze de alumínio e os problemas de rendimento do processo.

[050] A Figura 6 mostra o processo de sinterização do material compactado, com suas rampas e patamares.

[051] A Figura 7 apresenta a caracterização do material sinterizado via processo metalográfico, a fim de se avaliar a densidade e porosidade do material.

[052] A Figura 8 mostra a comparação entre as densidades das diferentes condições do bronze de alumínio: fundida, sinterizada e à verde.

[053] A Figura 9 mostra uma comparação entre os valores de porosidade teórica, aparente e via imageamento por microscopia óptica, das amostras sinterizadas.

[054] A Figura 10 mostra a porosidade via imageamento realizada em um microscópio óptico com software de análise de imagens.

Claims (15)

REINVINDICAÇÕES

1) Obtenção dos cavacos da liga de bronze de alumínio após processo de usinagem do material fundido em barras;

ii) Quebra e mistura dos cavacos com o carbeto de vanádio e ácido esteárico homogeneizados em um jarro de aço inoxidável com esferas de três diâmetros diferentes e mesma proporção;

iii) Posterior moagem de alta energia foi realizada em moinho planetário com atmosfera de argônio para evitar a oxidação dos pós com parâmetros e seus valores definidos de acordo com um planejamento de experimentos (DOE);

iv) Realização de compactação em uma prensa uniaxial, onde as amostras foram confeccionadas com 1,0 gramas de material (bronze de alumínio + carbeto) misturado com aglomerante estearato de zinco. Medição de densidade à verde;

v) Sinterização do compactado em um forno com atmosfera a vácuo produzido por bomba mecânica para evitar oxidação, os parâmetros e valores desse processo foram definidos de acordo com um planejamento de experimentos (DOE);

vi) A partir do compósito sinterizado, foram realizadas as medidas de densidade e porosidade aparentes.

1) COMPÓSITO PRODUZIDO A PARTIR DA LIGA BRONZE DE ALUMÍNIO PELA ROTA DA METALURGIA DO PÓ, utilizando moagem de alta energia, via processos de compactação e sinterização do material, caracterizado pelo fato de conter as seguintes etapas:

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2) O compósito produzido, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de o material em pó conter elementos de liga selecionados, dentre os quais: alumínio, ferro, níquel, manganês e ouro em teores individuais variando entre 0,01% até 15% em massa do material metálico.

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3. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de haver quebra dos cavacos da liga em partes menores de cerca de 10 mm, onde foram pesados 30 g destes sendo inseridos em um jarro de aço inoxidável com 600 g de esferas de três diâmetros diferentes e mesma proporção: grandes (21 mm), médias (13 mm) e pequenas (8 mm). A relação massa/esfera foi fixada na proporção de 1:20.

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4. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato da adição à mistura do agente controlador de processos (ACP) ácido esteárico na quantidade de 1% (% massa), a fim de evitar soldagem a frio da mistura bronze de alumínio e carbeto de vanádio.

5. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o material cerâmico carbeto de vanádio (VC), em pó e de característica frágil, ser adicionado à mistura para moagem na quantidade de 1 a 3% (% massa), formar um sistema de mistura do tipo dúctil-frágil com a liga bronze de alumínio e possuir tamanho de partículas na faixa entre 3 a 4 μτη, medido pelo fabricante.

6. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato do tempo de moagem de alta energia da mistura bronze de alumínio e carbeto de vanádio, ambos na forma de pós, variar de 10 a 50 horas com rotação em moinho planetário variando entre 250 e 350 rpm.

7. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato do pó da mistura bronze de alumínio e carbeto de vanádio apresentar tamanho de partículas de até 11,86 μτη (D90) de acordo com a medida de distribuição volumétrica acumulativa obtida via análise granulométrica a laser.

8. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato do pó da mistura bronze de alumínio e carbeto de vanádio, resultante da moagem de alta energia, apresentar partículas submicrométricas e até nanométricas, de acordo com micrografias obtidas via microscopia eletrônica de varredura.

9. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 8, caracterizado pelo processo de haver amortização da mistura bronze de alumínio e carbeto de vanádio, conforme aumenta o tempo de moagem, verificado por difração de raios-x com radiação CoKa, ângulo de varredura de 30° a 90°, passo no goniômetro de 0,02° e tempo por passo de 1 segundo.

10. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato da etapa de compactação da mistura do pó da liga de bronze de alumínio e o carbeto de vanádio no interior da matriz metálica de 8 mm de diâmetro ser realizada sob pressões que variam entre 200 e 400 MPa.

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11. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato da compactação da mistura bronze de alumínio e carbeto de vanádio ter gerado amostras com média de densidades a verde de 4,91 g/cm³.

12. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato da etapa da temperatura de reação de evaporação do aglomerante estearato de zinco ocorrer na temperatura de 400°C, inferior a temperatura de sinterização do material.

13. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato do tempo de sinterização da mistura bronze de alumínio e carbeto de vanádio, ambos na forma de pós, variar de 30 a 60 minutos e sua temperatura de sinterização variar entre 700 e 900°C.

14. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato da sinterização da mistura bronze de alumínio e carbeto de vanádio ter gerado amostras com média de densidade aparente de 5,70 g/cm³, representando cerca de 78% da densidade do material fundido.

15. O compósito produzido, de acordo com qualquer uma das reinvindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato da sinterização da mistura bronze de alumínio e carbeto de vanádio ter gerado amostras com porosidade aparente de 22,24%, porosidade teórica de 28,39% e via imageamento de % 20,93.