BR122017021618B1

BR122017021618B1 - Composição em pó à base de ferro, método para produzir um componente sinterizado e opcionalmente forjado em pó e componente em pó forjado

Info

Publication number: BR122017021618B1
Application number: BR122017021618-0A
Authority: BR
Inventors: Sven Bengtsson; Anna Larsson
Original assignee: Höganäs Ab (Publ)
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2019-05-07

Abstract

a presente invenção refere-se a um pó de aço à base de ferro pré-ligado à água atomizada que compreende em % em peso: 0,2 a 1,5 de cr, 0,05 a 0,4 de v, 0,09 a 0,6 de mn, menos de 0,1 de mo, menos de 0,1 de ni, menos de 0,2 de cu, menos de 0,1 de c, menos de 0,25 de o, menos de 0,5 de impurezas inevitáveis, o saldo ferro.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para COMPOSIÇÃO EM PÓ À BASE DE FERRO, MÉTODO PARA PRODUZIR UM COMPONENTE SINTERIZADO E OPCIONALMENTE FORJADO EM PÓ E COMPONENTE EM PÓ FORJADO.

Dividido do PI0821439-5, depositado em 18.12.2008.

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um pó à base de ferro de baixa liga, bem como uma composição em pó contendo o pó e outros aditivos, e um componente forjado de pó feito a partir da composição do pó. A composição em pó e o pó são projetados para uma produção de custo eficaz de peças forjadas de pó, tais como bielas de transmissão. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Nas indústrias a utilização de produtos metálicos de fabricação por compactação e sinterização de composições em pó metálico está se tornando cada vez mais difundida. Um número de diferentes produtos de diferentes formas e espessura está sendo produzido e os requisitos de qualidade são continuamente destacados ao mesmo tempo em que se deseja reduzir o custo. Como os componentes em forma líquida, ou os componentes em forma próxima à líquida exigindo um mínimo de usinagem, a fim de chegar à forma final, são obtidos por prensagem e sinterização de composições em pó de ferro em combinação com um elevado grau de utilização de material, esta técnica tem uma grande vantagem sobre as técnicas convencionais para a formação de peças metálicas, tais como a moldagem ou usinagem proveniente de ações de barra ou forjamentos.

[003] Um dos problemas ligados ao método de sinterização e prensagem é, no entanto, que o componente sinterizado contém uma certa quantidade de poros, diminuindo a força do componente. Basicamente, existem duas maneiras de superar o efeito negativo nas propriedades mecânicas causadas pela porosidade do componente. 1)

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A força do componente sinterizado pode, através de aumento introduzindo os elementos de liga tais como carbono, cobre, níquel molibdênio, etc. 2) A porosidade do componente sinterizado pode ser reduzida através do aumento da compressibilidade da composição em pó, e/ou o aumento da pressão de compactação para uma maior densidade de verde, ou o aumento do encolhimento do componente durante a sinterização. Na prática, uma combinação de reforço do componente pela adição de elementos de liga e minimização da porosidade é aplicada.

[004] Pó forjar inclui rápida densificação de uma pré-forma sinterizada com uma parada de forjamento. O resultado é uma forma líquida totalmente densa, ou uma forma próxima à líquida, peça adequada para aplicações de alto desempenho. Normalmente artigos forjados do pó têm sido fabricados a partir de pó de ferro misturado com cobre e grafite. Outros tipos de materiais sugeridos incluem o pó de ferro pré-ligado com níquel e molibdênio e pequenas quantidades de manganês para melhorar a temperabilidade sem desenvolver óxidos estáveis. Agentes intensificadores de usinabilidade tais como MnS, são também comumente adicionados.

[005] Carbono no componente acabado irá aumentar a força e dureza. Cobre derrete antes de a temperatura de sinterização ser alcançada, aumentando assim a taxa de difusão e promove a formação de gargalo de sinterização. A adição de cobre irá melhorar a força, a dureza e a temperabilidade.

[006] Bielas para motores de combustão interna foram produzidas com sucesso pela técnica de forjamento do pó. Ao produzir bielas de transmissão utilizando forjamento de pó, a extremidade grande do componente compactado e sinterizado é normalmente submetida a uma operação de divisão da fratura. Buracos e linhas para os parafusos de extremidade grande são usinados. Uma propriedade essencial de uma

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3/14 biela de transmissão em um motor de combustão interna é a alta resistência de elasticidade à compressão tal como biela de transmissão seja submetida às cargas de compressão três vezes maior do que as cargas de tração. Outra propriedade de material essencial é uma usinabilidade adequada como buracos e fios devem ser usinados, a fim de conectar-se às grandes extremidades de divisão após a montagem. No entanto, a fabricação de biela de transmissão é uma aplicação de volume elevado e preço sensível às exigências rigorosas de desempenho, projeto e durabilidade. Portanto os materiais ou processos que proveem custos mais baixos são altamente desejáveis. [007] U.S. 3.901.661, U.S. 4.069.044, U.S. 4.266.974, U.S. 5.605.559, U.S. 6.348.080 e WO03/106079 descrevem pós contendo molibdênio. Quando o pó pré-ligado com molibdênio é usado para produzir peças prensadas e sinterizadas, bainita é facilmente formada na peça sinterizada. Em especial, quando se utiliza pó tendo baixos teores de molibdênio a bainita formada é grosseira prejudicando a usinabilidade, que pode ser em particular problemática para as bielas de transmissão onde boa usinabilidade é desejável. O molibdênio é também muito dispendioso como elemento de liga.

[008] No entanto, em U.S. 5.605.559 uma microestrutura de Perlita fina foi obtida com um pó pré-ligado a Mo mantendo Mn muito baixo. Afirma-se que, Mo aumenta a resistência do aço pelo endurecimento da solução e endurecimento da precipitação de carboneto de Mo, e assim por diante. No entanto, quando o teor de Mo é menor que cerca de 0,1 % em peso, seu efeito é pequeno. Mn melhora a resistência de um material tratado termicamente, melhorando a sua temperabilidade. No entanto, quando o teor de Mn excede cerca de 0,08% em peso, óxido é produzido na superfície do pó de liga de aço de tal forma que a compressibilidade é reduzida e a temperabilidade é aumentada além do nível necessário. Assim, uma estrutura super grosseira de bainita é formada e a força é

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4/14 reduzida. Manter o baixo teor de Mn pode ser dispendioso, porém, em especial quando se utiliza sucata de aço mais econômica na produção, desde sucata de aço geralmente contenha Mn de 0,1% em peso e acima. Assim, um pó produzido em conformidade será comparativamente dispendioso, devido ao baixo teor de Mn e ao custo de Mo [009] U.S. 2003/0033904, U.S. 2003/0196511 e U.S. 2006/086204, descrevem pós úteis para a produção de bielas de transmissão de pó forjado. Os pós contêm pós contendo manganês e enxofre à base de ferro pré-ligado, misturado com pó de cobre e grafite. U.S. 2006/086204 descreve uma biela de transmissão feita a partir de uma mistura de pó de ferro, grafite, pó de sulfeto de manganês e cobre. O valor mais elevado de resistência de elasticidade à compressão, 775 MPa, foi obtido para um material possuindo 3% em peso de Cu e 0,7% em peso de grafite. O valor correspondente à dureza foi de 34,7 HRC, o que corresponde a cerca de 340 HV1. A redução do teor de cobre e de carbono também levará à reduzida resistência de elasticidade à compressão e dureza

OBJETIVOS DA INVENÇÃO [0010] Um objetivo da invenção é fornecer um pó de liga à base de ferro adequado para a produção de componentes em pó forjado, tais como bielas de transmissão e essencialmente livres de elementos de liga dispendiosos tais como molibdênio e níquel.

[0011] Um objetivo maior da invenção é fornecer um pó de aço de baixa liga apropriado para a produção de componentes em pó forjado com uma estrutura substancialmente perlítica/ferrítica.

[0012] Outro objetivo da invenção é fornecer um pó capaz de formar componentes em pó forjado com um alto limite de elasticidade à compressão, CYS, acima de 820 MPa em combinação com a dureza de Vickers de mais de 380 HV1, de preferência inferior a 360 HV1

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5/14 permitindo que a peça em pó forjado seja facilmente usinada ainda sendo forte o suficiente.

[0013] Outro objetivo da invenção é fornecer uma peça em pó forjado, de preferência, uma biela de transmissão, com as propriedades acima mencionadas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0014] Pelo menos um destes objetivos é feito por:

- um pó de aço de baixa liga de água atomizada, que compreende em % em peso: 0,2 a 1,5 de Cr, 0,05 a 0,4 de V, 0,09 a 0,6 de Mn, menos de 0,1 de Mo, menos de 0,1 de Ni, menos de 0,2 de Cu, menos de 0,1 de C, a menos de 0,25 de O, menos de 0,5 de impurezas inevitáveis, com saldo sendo de ferro.

- uma composição baseada no pó de aço, por % em peso da composição: 0,35 a 1 de C na forma de grafite, 0,05 a 2 de lubrificante, opcionalmente 0 a 4 de Cu na forma de pó de cobre, e materiais de fase opcionalmente dura e agente de reforço de usinabilidade.

- um método para a produção de componente em pó opcionalmente sinterizado e forjado compreendendo as etapas de:

preparar uma composição em pó de aço à base de ferro doacima, submeter a composição à compactação entre 400 e 2000 MPa, sinterizar o componente verde obtido em uma atmosfera de redução, com temperatura entre 1000 a 1400°C, e opcionalmente forjar o componente aquecido a uma temperatura acima de 500°C, ou submeter o componente sinterizado obtido ao tratamento térmico.

- um componente feito a partir da composição.

[0015] O pó de aço possui teores baixos e definidos de cromo, manganês e vanádio e sendo essencialmente livres de níquel e

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6/14 molibdênio e tem mostrado ser capaz de fornecer um componente que tem um limite de elasticidade à compressão acima de 820 MPa em combinação com um valor de dureza abaixo de 380 HV1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Preparação do pó de aço de liga à base de ferro.

[0016] O pó do aço é produzido por atomização de água de um aço fundido contendo quantidades definidas de elementos de liga. O pó atomizado é submetido a um processo de redução de recozimento, como descrito na patente U.S. 6.027.544; aqui incorporada por referência. O tamanho das partículas do pó de aço poderia ser de qualquer tamanho, desde que seja compatível com os processos de pressão e sinterização ou forjamento de pó. Exemplo de tamanho de partícula adequado é o tamanho das partículas do pó conhecido ABC100.30 disponível a partir de Hõganàs AB, Suécia, com cerca de 10% em peso acima de 150 pm e cerca de 20% em peso, abaixo de 45 pm.

Teor do pó de aço [0017] O cromo serve para reforçar a matriz pelo endurecimento da solução sólida. Além disso, o cromo irá aumentar a temperabilidade, resistência à oxidação e resistência à abrasão do corpo sinterizado. O teor de cromo acima de 1,5% em peso irá, no entanto diminuir a compressibilidade do pó de aço e render a formação de uma microestrutura ferrítica/perlítica mais difícil. Preferivelmente, a partir do ponto de vista de compressibilidade do teor superior é de cerca de 1,2% em peso.

[0018] O manganês irá, como para o cromo, aumentar a resistência, dureza e temperabilidade do pó de aço. Além disso, se o teor de manganês for muito baixo, não é possível a utilização de sucata reciclada econômica a menos que um tratamento específico para a redução durante o curso de fabricação de aço seja realizado, o que

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7/14 aumenta os custos. Portanto, o teor de manganês não deve ser inferior a 0,09% em peso, de preferência acima de 0,1% em peso, ainda mais preferido acima de 0,15% em peso. Um teor de Mn acima de 0,6% em peso irá aumentar a formação de manganês contendo a inclusão no pó de aço e terá também um efeito negativo sobre a compressibilidade devido ao endurecimento da solução sólida e uma maior dureza de ferrita. Portanto, o teor de manganês não deve exceder 0,6% em peso. [0019] No entanto, possuindo elevado teor de manganês e cromo torna mais difícil e dispendioso reduzir o teor de oxigênio para níveis mais baixos através de recozimento. Portanto, de acordo com uma modalidade, o teor de manganês é no máximo 0,3% em peso, quando o teor de cromo for superior a 0,6% em peso.

[0020] Possuindo teor menor de cromo o limite inferior de manganês pode ser definido um pouco maior para aumentar a força, dureza e a temperabilidade do pó de aço. Assim, de acordo com outra modalidade o teor de Mn é entre 0,2 a 0,6% em peso quando o teor de Cr for de 0,2 a 0,6% em peso.

[0021] Vanádio aumenta a força através de endurecimento de precipitação. O vanádio também tem um efeito de refinamento de tamanho de grãos e é acreditado, neste contexto, para contribuir para a formação da microestrutura de granulação fina desejável perlítica/ferrítica. Com um teor de vanádio superior a 0,4% o tamanho de carboneto de vanádio e precipitados de nitrito aumenta, prejudicando as características do pó. Um teor abaixo de 0,05% em peso terá um efeito insignificante sobre as propriedades desejadas.

[0022] Em uma modalidade o teor de vanádio é de 0,5 a 0,20% em peso, o teor de cromo é 0,2 a 0,6% em peso e o teor de manganês é de 0,2 a 0,6% em peso. Tendo baixo teor de vanádio e cromo fornece um pó de baixo custo.

[0023] O oxigênio é de preferência, no máximo 0,25% em peso, um

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8/14 teor muito alto de óxidos prejudica a força do componente opcionalmente sinterizado e forjado, e prejudica a compressibilidade do pó. Por estas razões, O é preferencialmente, no máximo, 0,18% em peso.

[0024] Níquel deve ser inferior a 0,1% em peso e cobre menos de 0,2% em peso.

[0025] Molibdênio deve ser inferior a 0,1 % em peso para evitar que bainita seja formada, bem como para manter os custos baixos uma vez que o molibdênio é um elemento de liga muito dispendioso.

[0026] Carbono no pó de aço deverá ser no máximo 0,1% em peso e nitrogênio no máximo 0,1% em peso. Teores mais altos irão diminuir inaceitavelmente a compressibilidade do pó.

[0027] A quantidade total de impurezas incidentais, tais como silício fosforoso, alumínio, e similares deve ser inferior a 0,5% em peso, a fim de não deteriorar a compressibilidade do pó de aço ou atuar como formadores de inclusões prejudiciais, de preferência menos de 0,3% em peso.

Composição do Pó [0028] Antes de compactação o pó de aço à base de ferro é misturado com grafite e lubrificantes, opcionalmente, pós de cobre, opcionalmente, materiais de fase dura e agentes intensificadores de usinabilidade.

[0029] A fim de aumentar a força e a dureza do componente sinterizado carbono poroso é introduzido na matriz. Carbono, C, é adicionado como grafite em uma quantidade entre 0,35 a 1,0% em peso da composição. Uma quantidade de C inferior a 0,35% em peso resultará em uma força muito baixa e uma quantidade acima de 1,0% em peso de C resultará em uma formação excessiva de carbonetos gerando uma alta dureza e piora as propriedades de usinabilidade. Se, após a sinterização e forjamento, o componente for tratado a quente de

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9/14 acordo com um processo de tratamento térmico, incluindo carburização, a quantidade de grafite adicionado poderá ser inferior a 0,35%. Os lubrificantes são adicionados à composição, a fim de facilitar a compactação e ejeção do elemento comprimido. A adição de menos de 0,05% em peso da composição de lubrificantes terá efeito insignificante e a adição de mais de 2% em peso da composição irá resultar em uma densidade muito baixa do corpo compactado. Os lubrificantes podem ser escolhidos a partir do grupo de estearatos metálicos, ceras, ácidos graxos e seus derivados, oligômeros, polímeros e outras substâncias orgânicas de efeito lubrificante.

[0030] Cobre, Cu, é um elemento de liga normalmente utilizado na técnica de metalurgia do pó. O Cu aumentará a resistência e dureza através de endurecimento da solução sólida. Cu, também irá facilitar a formação de gargalos de sinterização durante a sinterização à medida que o cobre derrete antes de a temperatura de sinterização ser atingida proporcionando, assim a chamada sinterização em fase líquida, que é mais rápida do que a sinterização em estado sólido. Em especial quando se tem um menor teor de Cr de pó de aço à base de ferro entre 0,2 a 0,6% em peso, de preferência, o pó é misturado com cobre ou difusão ligado com Cu, de preferência em uma quantidade de 2 a 4% em peso de Cu, para compensar o efeito reduzido de Cr, ou seja, para chegar a um CYS acima de 820 MPa, mais preferivelmente a quantidade de Cu é de 2,5 a 4% em peso. No entanto, o pó pode ou não ser misturado com cobre ou difusão ligada com Cu, quando o teor de Cr for acima de 0,6% em peso.

[0031] Outras substâncias, tais como materiais de fase dura e agentes intensificadores de usinabilidade, tais como o MnS, MoS2, CaF2, diferentes tipos de minerais, etc. podem ser adicionados. Sinterização [0032] A composição em pó à base de ferro é transferida para um

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10/14 molde e submetida a uma pressão de compactação de cerca de 400 a 2000 MPa a uma densidade verde acima de cerca de 6,75 g/cm³. O componente verde obtido é ainda submetido à sinterização em uma atmosfera de redução, a uma temperatura de cerca de 1000 a 1400°C, de preferência entre cerca de 1100 a 1300°C.

Tratamentos pós-sinterização [0033] O componente sinterizado pode ser submetido a uma operação de forjamento, a fim de alcançar a densidade total. A operação de forjamento pode ser efetuada, quer diretamente após a operação de sinterização, quando a temperatura do componente é de cerca de 500 a 1400°C, ou após o resfriamento do componente sinterizado, o componente resfriado é então reaquecido a uma temperatura de cerca de 500 a 1400°C antes da operação de forjamento.

[0034] O componente sinterizado ou forjado também pode ser submetido a um processo de endurecimento, para a obtenção da microestrutura desejada, por tratamento térmico e pela taxa de resfriamento controlada. O processo de endurecimento pode incluir processos conhecidos como endurecimento, nitruração, endurecimento por indução e similares. No caso que o tratamento térmico inclui a carburização a quantidade de grafite adicionado pode ser inferior a 0,35%.

[0035] Outros tipos de tratamentos pós-sinterização podem ser utilizados como superfície de rolamento ou grenalhagem que introduz tensões residuais compressivas melhorando a vida de fadiga. Propriedades do componente acabado [0036] Em contraste com a estrutura ferrítica/perlítica obtida quando os componentes de sinterização com base na indústria PM e, especialmente, no forjamento do pó, comumente utilizado um sistema de ferro-cobre-carbono, o pó de liga de aço de acordo com a presente invenção é projetado para obter uma fina estrutura perlítica/ferrítica.

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11/14 [0037] Sem estar vinculada a qualquer teoria específica, acreditase que esta estrutura fina ferrítica/perlítica contribui para maior resistência de elasticidade à compressão, comparada com os materiais obtidos a partir de um sistema de ferro/cobre/carbono, no mesmo nível de dureza. A procura por resistência de elasticidade à compressão melhorada é especialmente pronunciada para bielas de transmissão, tais como as bielas de transmissão de pó forjado. Ao mesmo tempo, deve ser possível para a máquina os materiais da biela de transmissão de forma econômica, pois a dureza do material não deve ser aumentada. A presente invenção proporciona um novo material com resistência de elasticidade à compressão melhorada, acima de 820 MPa, em combinação com um valor de dureza, abaixo de 380 HV1, de preferência inferior a 360 HV1.

EXEMPLOS [0038] Vários pós de aço pré-ligados à base de ferro foram produzidos por atomização de água de aço derretida. Os pós brutos obtidos foram adicionalmente recozidos em atmosfera de redução, seguido por um processo de moagem suavemente, a fim de desintegrar o bolo de pó sinterizado. Os tamanhos das partículas de pó foram inferiores a 150 pm. A Tabela 1 mostra as composições químicas dos diferentes pós.

Tabela 1

Pó	Cr [%]	Mn [%]	V [%]	C [%]	O [%]	N [%]	S [%]
A	0,72	0,09	0,16	0,003	0,11	0,003	0,001
B	0,87	0,11	0,27	0,003	0,08	0,006	0,001
D	1,14	0,17	0,20	0,010	0,11	0,004	0,001
F	0,35	0,35	0,10	0,004	0,15	0,001	0,02
G	0,25	0,55	0,06	0,002	0,06	0,001	0,001
H	1,18	0,17	0,38	0,003	0,14	0,002	0,001
I	0,29	0,19	0,11	0,002	0,08	0,001	0,001

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J	0,31	0,35	0,10	0,004	0,15	0,001	0,002
Ref. 1	-	-	-	N.A.	N.A.	N.A.	N.A.
Ref. 2	-	-	-	N.A.	N.A.	N.A.	N.A.
Ref. 3	0,25	0,25	-	N.A.	N.A.	N.A.	N.A.

[0039] A Tabela 1 mostra a composição química do pó de aço e AJ

Refs. 1 a 3.

[0040] O pó de aço obtido AJ foi misturado com grafite 1651 a partir de Asbury, U.S.A., de acordo com os valores especificados na tabela 2, e 0,8% de cera de amido PM, disponível a partir de Hõganàs AB, Suécia. Para algumas das composições de pó de cobre Cu-165 de um pó Cu, U.S.A., foram adicionados, de acordo com os valores especificados na tabela 2.

[0041] Como composições de referência duas composições de carbono - cobre -ferro foram preparadas, Ref. 1 e Ref. 2, com base no pó de ferro AHC100.29, disponível a partir de Hõganàs AB, Suécia, e as mesmas qualidades de grafite e cobre de acordo com os valores especificados na tabela 2. Além disso, 0,8% em peso, de cera de amido PM, disponível a partir de Hõganàs AB, Suécia, foi adicionado às Ref. 1 e Ref. 2, respectivamente. Outra composição de referência, Ref. 3, foi baseada em um pó de aço de baixa liga de Cr-Mn contendo 0,25% em peso de cromo e 0,25% em peso de manganês, misturado com a mesma qualidade de cobre e de grafite, de acordo com as quantidades especificadas na tabela 2, e 0,8% de cera de amido PM como lubrificante.

[0042] As composições de pó obtidas foram transferidas para uma matriz e compactada para formar componentes verdes a uma pressão de compactação de 490 MPa. Os componentes compactados verdes foram colocados em um forno a uma temperatura 1120°C em uma atmosfera de redução por cerca de 40 minutos. Os componentes sinterizados e aquecidos foram retirados do forno e imediatamente

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13/14 depois forjados em uma cavidade fechada com a densidade total. Após o processo de forjamento os componentes foram permitidos resfriar no ar.

[0043] Os componentes forjados foram usinados em espécimes de resistência de elasticidade à compressão de acordo com ASTM E9-89C e testados com relação à resistência de elasticidade à compressão, CYS, de acordo com ASTM E9-89C.

[0044] Dureza, HV1, foi testada nos mesmos componentes de acordo com EN ISO 6507-1 e análises químicas no que diz respeito ao cobre, carbono e oxigênio foram realizadas sobre os espécimes de resistência de elasticidade à compressão.

[0045] A tabela 2 a seguir mostra quantidades adicionadas de grafite à composição antes de produzir as amostras de teste. Ela também mostra as análises químicas para C, S e Cu das amostras para teste. A quantidade de Cu analisado das amostras de teste corresponde à quantidade de pó de Cu misturado na composição. O teor de Cu não foi analisado para amostras de teste com base em composições sem Cu misturado. A tabela também mostra os resultados de testes de CYS e de dureza para as amostras. A composição em pó D1 e D2 consiste no pó misturado D com 0,45, respectivamente, 0,55% em peso de grafite. A composição em pó B1 e B2 consiste no pó misturado com 0,3, respectivamente, 0,5% em peso de grafite.

Tabela 2

Composição em pó	Grafite adicionado [%]	Cu [%]	C [%]	O [%]	CYS [MPa]	Dureza, HV1
A	0,6	N.A.	0,55	0,06	822	352
B1	0,5	N.A.	0,45	0,05	886	371
B2	0,3	N.A.	0,27	0,05	640	249
D1	0,45	N.A.	0,41	0,06	840	333
D2	0,55	N.A.	0,51	0,05	920	357
F	0,6	3,28	0,53	0,08	852	333

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G	0,6	3,5	0,55	0,03	882	372
H	0,4	N.A.	0,35	0,09	883	350
I	0,6	N.A.	0,51	0,06	578	266
J	0,6	1,9	0,52	0,09	660	288
Ref. 1	0,6	3,0	0,54	0,04	711	325
Ref. 2	0,7	3,0	0,65	0,03	769	352
Ref. 3	0,7	3,32	0,62	0,03	733	339

[0046] A Tabela 2 mostra a quantidade de grafite adicionado, e o teor de C, O e Cu analisado das amostras produzidas, bem como os resultados de testes de CYS e dureza.

[0047] As amostras preparadas a partir de composições A, B1, D1, D2, F, G e H todas exibem um valor CYS suficiente, acima de 820 MPa, em combinação com um valor de dureza abaixo de 380 HV1.

[0048] As amostras preparadas a partir das composições de Ref. 1, 2 e 3 apresentam um limite de elasticidade à compressão muito baixo, apesar de uma alta relação do teor de carbono e cobre. Um aumento adicional de carbono e cobre pode render um limite de elasticidade à compressão suficiente, mas a dureza vai se tornar muito alta.

[0049] As amostras preparadas a partir das composições em pó I e J composições exibem um limite de elasticidade à compressão muito baixo, a composição do pó porque nenhum cobre foi adicionado, e o pó da composição J porque o teor de cobre foi muito baixo. Aumentar a quantidade de Cu misturado irá aumentar a resistência de elasticidade à compressão, mantendo a dureza abaixo de 380 HV1 como mostrado pelas composições F e G.

[0050] A amostra preparada a partir da composição B1 também apresenta limite de elasticidade à compressão muito baixo, devido ao teor de carbono relativamente baixo. Aumentar a quantidade de grafite misturado irá aumentar o limite de elasticidade à compressão, mantendo a dureza abaixo de 380 HV1 como mostrado pela composição B2.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição em pó à base de ferro, caracterizada pelo fato de que compreende um pó de aço à base de ferro pré-ligado que consiste em, em % em peso:

0,2 a 1,5 de Cr,

0,05 a 0,4 de V, mais de 0,15 a 0,6 de Mn, menos de 0,1 de Mo, menos de 0,1 de Ni, menos a 0,2 de Cu, menos de 0,1 de C, menos de 0,25 de O, menos de 0,5 de impurezas inevitáveis, o restante sendo ferro, cujo pó de aço é misturado com 0,35 a 1% em peso da composição de grafite e com 0,05 a 2% em peso da composição de lubrificantes.
2. Composição em pó à base de ferro de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o teor de Cr está dentro da faixa de 0,2 a 1,2% em peso.
3. Composição em pó à base de ferro de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o teor de Cr está dentro da faixa de 0,6 a 1,2% em peso.
4. Composição em pó à base de ferro de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o teor de Mn está dentro da faixa de 0,15 a 0,3% em peso.
5. Composição em pó à base de ferro de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o teor de Cr está dentro da faixa de 0,2 a 0,6% em peso.
6. Composição em pó à base de ferro de acordo com a

Petição 870180168905, de 28/12/2018, pág. 18/25

2/3 reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o teor de Mn está dentro da faixa de 0,2 a 0,6% em peso.
7. Composição em pó à base de ferro de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que o teor de V é inferior a 0,2% em peso.
8. Composição em pó à base de ferro de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que compreende ainda cobre em uma quantidade de até 4%.
9. Composição em pó à base de ferro de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o teor de Cr é de 0,6 a 1,2% em peso e o teor de Mn é de 0,1 a 0,3.
10. Composição em pó à base de ferro de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o teor de Cr é de 0,2 a 0,6% em peso, o teor de V é de 0,05 a 0,2% em peso, o teor de Mn é de 0,2 a 0,6 e a composição possui 2 a 4% em peso de Cu misturado.
11. Método para produzir um componente sinterizado e opcionalmente forjado em pó, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

a) preparar uma composição em pó de aço à base de ferro como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10;

b) submeter à composição à compactação entre 400 e 2000 MPa;

c) sinterizar o componente verde obtido em uma atmosfera de redução, com temperatura entre 1000 a 1400°C; e

d) opcionalmente, forjar o componente aquecido a uma temperatura acima de 500°C ou submeter o componente sinterizado obtido a uma etapa de resfriamento e então reaquecer o componente resfriado a uma temperatura de 500 a 1400°C.
12. Componente em pó forjado, caracterizado pelo fato de

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3/3 ser produzido a partir da composição em pó à base de ferro como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
13. Componente em pó forjado de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o componente possui uma microestrutura perlítica/ferrítica.
14. Componente de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o componente é uma biela de transmissão.