BRPI0408304B1 - Aparelho de matriz de moldagem de pó - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO DE MATRIZ DE MOLDAGEM DE PÓ".

Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um aparelho de matriz de mol- dagem de pó e a um método de moldagem para a obtenção de um produto de moldagem de pó.

Descrição da Técnica Relacionada Um compacto verde, que é usado para a produção de produ- tos sinterizados, é formado ao se pressionar pós brutos, como, por exem- plo, pós à base de ferro, pós à base de cobre ou similares em um molde, e em seguida um corpo sinterizado é formado através de um processo de sinterização. No processo de moldagem, o compacto se submete a um processo de moldagem por prensa, usando um molde. No momento da moldagem por prensa, no entanto, é gerada uma fricção entre um com- pacto e um molde. Por este motivo, ao se misturar pós brutos, um lubrifi- cante de ácido graxo insolúvel em água, tal como estearato de zinco, es- teara to de cálcio, estearato de lítio, etc,, é adicionado de modo a conce- der uma lubrícidade.

No entanto, o método de aplicação de um lubrificante em pós brutos apresenta limitações de aperfeiçoamento da densidade de um com- pacto. Por conseguinte, a fim de se obter um compacto de alta densidade, é proposto um método para a formação de um compacto que possa compen- sar a faita de lubrícidade por meio da aplicação do mesmo lubrificante que o adicionado aos pós brutos em um molde, ao mesmo tempo reduzindo a quantidade de lubrificante adicionada aos pós brutos.

Este método convencional de moldagem é descrito, por exem- plo, na Publicação de Patente Registrada Japonesa Ne 3309970 (vide pará- grafos 0012 e 0013). Este método compreende as etapas de: aplicar água dispersada em um lubrificante com alto teor de ácido graxo a uma superfície interna de um molde aquecido por meio de um borrifador de modo a revestir a superfície interna com o mesmo; e moldar por pressão pós de metal por meio do enchimento dos pós de metal no molde e pressionar os mesmos a uma pressão tal que o lubrificante com alto teor de ácido graxo fica quimi- camente ligado aos pós de metal de modo a produzir um filme ou sabão me- tálico, no qual o molde é aquecido, e a superfície interna do mesmo é reves- tida com um lubrificante com alto teor de ácido graxo, como, por exemplo, estearato de lítio; os pós de metal aquecidos são enchidos neste molde e se submetem à moldagem por pressão a uma pressão tal que o lubrificante com alto teor de ácido graxo fica quimicamente ligado aos pós de metal de modo a produzir um filme de sabão metálico, por meio do que o filme do sa- bão metálico é produzido sobre a superfície interna do molde de modo a as- sim reduzir a fricção entre o compacto dos pós metálicos e o molde, desta maneira permitindo a redução de força para a ejeção do compacto.

Quanto ao fato de o mesmo lubrificante que o adicionado aos pós brutos ser usado para o molde resulta no uso do lubrificante insolúvel em água, o lubrificante aplicado ao metal é aplicado em um estado sólido.

Por este motivo, outros métodos de aplicação de lubrificante são também conhecidos, como, por exemplo, a aplicação eletrostática de pós lubrifican- tes ou a aplicação seca de um lubrificante que é dispersado em água por meio de um detergente e em seguida secado.

De acordo com a técnica convencional acima mencionada, onde um líquido de dispersão do lubrificante obtido por meio da dispersão do mesmo na água é aplicado a um molde, o líquido de dispersão é repelido da superfície do molde devido à tensão de superfície no momento desta aplica- ção, de modo a surgir o problema de o líquido de dispersão não ficar unifor- memente fixado à porção de moldagem de pó do molde, isto é, à superfície do furo de saída do mesmo, e, assim, se torna impossível formar uma ca- mada lubrificante totalmente sobre a superfície da porção de moldagem (isto é, furo de saída). Este problema se torna particularmente observável no caso da execução da formação quente a uma alta temperatura de 150 graus Cel- sius ou mais, deste modo impedindo um crescimento maior de densidade no passado.

Por outro lado, no caso de o líquido de dispersão obtido por meio da dispersão de lubrificante na água ser aplicado a um molde por meio de borrifação, o líquido de dispersão é propenso a ficar preso não somente na porção de moldagem, mas também na superfície superior do molde ou matriz. Uma vez que a superfície superior da matriz é aquela sobre a qual um material de suprimento de corpo, que é normalmente chamado "alimen- tador", ou similares consegue deslizar, já uma preocupação que o pó bruto tenda a ficar facilmente cozido devido ao líquido de dispersão que fica preso à superfície superior do molde.

Também, no parágrafo 0006 da publicação de patente japonesa não-examinada N2 2002-129201 é descrito um aparelho de matriz de molda- gem de pó, compreendendo uma matriz que inclui um furo interno de modo a definir um contorno de um compacto e feito de um material duro, a matriz sendo encaixada em um furo interno de um prendedor de matriz tendo um furo interno, em que o furo interno da matriz é afunilado invertido em uma direção na qual um compacto é puxado para fora, enquanto a superfície da matriz é formada tanto com uma única camada como com múltiplas cama- das de revestimento consistindo em, pelo menos, um dentre TiC, TiN, Al203, TiCN, HfN, CrN, W2C e DLC, e na qual o prendedor de matriz é feito do ma- terial cuja temperatura de têmpera normalmente usada é maior que a do processo de revestimento acima mencionado.

De acordo com a matriz convencional cuja superfície é formada tanto com uma única camada como múltiplas camadas de revestimento con- sistindo em, pelo menos, um dentre TiC, TiN, AI2O3, TiCN, HfN, CrN, W2C e DLC, no entanto, 0 líquido de dispersão não ficaria uniformemente fixado à superfície do furo de saída do mesmo, embora 0 aperfeiçoamento na resis- tência de abrasão da matriz e uma fricção menor na superfície de matriz pu- dessem ser obtidos. É, por conseguinte, um objetivo da presente invenção prover um aparelho de matriz de moldagem para a formação de um compacto que permita a produção estável de um compacto de alta densidade por meio da formação de uma camada lubrificante sobre toda uma superfície de uma porção de moldagem. É um outro objetivo da presente invenção prover um método de moldagem de pó que permita a produção estável de compacto de alta densi- dade por meio da formação de uma camada lubrificante sobre toda uma su- perfície de uma porção de moldagem. É um outro objetivo da presente invenção prover um aparelho de matriz de moldagem de pó que permita a produção estável de um compacto de alta densidade por meio da formação de uma camada lubrificante sobre toda uma superfície de uma porção de moldagem, em que o efeito negativo do lubrificante sobre a superfície da matriz é eliminado.

Sumário da Invenção A fim de atingir os objetivos acima, um primeiro aspecto da pre- sente invenção propõe um aparelho de matriz de moldagem de pó para a moldagem de pó, compreendendo: uma matriz com um furo de saída para a formação de um lado de um compacto, o furo de saída sendo definido verti- calmente através de uma superfície superior da matriz; um perfurador inferi- or a ser encaixado no furo de saída a partir de baixo; um perfurador superior a ser encaixado no furo de saída a partir de cima; um meio de aplicação de lubrificante de modo a aplicar um lubrificante no furo de saída, o meio de aplicação de lubrificante permitindo que o lubrificante seja aplicado ao furo de saída antes do enchimento de um pó bruto no furo de saída a partir de cima, com o perfurador inferior sendo encaixado no mesmo, de modo que o perfurador superior possa se encaixar no furo de saída após o enchimento do furo de saída com a matéria-prima de modo a formar um compacto, em que o furo de saída é formado de modo a apresentar um ângulo de contato menor com o lubrificante do que um ângulo de contato da própria matriz com o lubrificante.

De acordo com a estrutura apresentada no primeiro aspecto, é possível que o furo de saída tenha um ângulo de contato menor com o lubri- ficante fixado ao furo de saída, de modo que a ação umedecedora do lubrifi- cante com relação ao furo de saída torne-se maior, permitindo, assim, que o lubrificante se estenda totalmente sobre o furo de saída. Consequentemente, um maior desempenho lubrificante pode ser obtido no momento da molda- gem de pó.

Um segundo aspecto da presente invenção propõe o aparelho de matriz de moldagem de pó de acordo com o primeiro aspecto, em que o lu- brificante é tanto um líquido de dispersão como uma solução produzida por meio da dispersão ou dissolução do lubrificante em água, enquanto o furo de saída é tratado na superfície de modo a apresentar uma propriedade hidrófila.

Sendo assim, a formação de uma camada lubrificante é garanti- da por meio da evaporação do teor de umidade no lubrificante fixado ao furo de saída.

Um terceiro aspecto da presente invenção propõe um aparelho de matriz de moldagem de pó de acordo com um segundo aspecto, em que o furo de saída é tratado na superfície de modo a apresentar uma camada de tratamento de superfície formada por meio do revestimento de óxido, fiuo- reto, nitreto, cloreto, sulfeto, brometo, iodeto, carbeto ou hidróxido.

Um quarto aspecto da presente invenção propõe um aparelho de matriz de moldagem de pó de acordo com um segundo aspecto, em que o furo de saída é tratado na superfície de modo a apresentar uma camada de tratamento de superfície formada por meio da submissão de um revestimen- to de titânio ou óxido de zinco a uma reação fotocatalítica por meio de irradi- ação de luz.

Um quinto aspecto da presente invenção propõe um aparelho de matriz de moldagem de pó de acordo com um segundo aspecto, em que o furo de saída é tratado na superfície de modo a apresentar uma camada de tratamento de superfície formada por meio da criação de hidróxido por meio de um álcali ou de um processamento hidrotérmico, ou por meio de crepita- ções com íons de potássio ou íons de sódio.

Um sexto aspecto da presente invenção propõe um aparelho de matriz de moldagem de pó de acordo com o segundo aspecto, em que o dito furo de saída é tratado na superfície de modo a apresentar uma camada de tratamento de superfície formada por meio do uso de uma mudança na ten- são de superfície da solução através da formação de poros finos sobre a superfície.

Um sétimo aspecto da presente invenção propõe um aparelho de matriz de moldagem de pó, compreendendo: uma matriz com um furo de saída para a formação de um lado de um compacto, o furo de saída sendo definido verticalmente através de uma superfície superior da matriz; um per- furador inferior a ser encaixado no furo de saída a partir de baixo; um perfu- rador superior a ser encaixado no furo de saída a partir de cima; um meio de aplicação de lubrificante de modo a aplicar um lubrificante ao furo de saída, o meio de aplicação de lubrificante permitindo que o lubrificante seja aplica- do ao furo de saída antes do enchimento de um pó bruto no furo de saída a partir de cima, com o perfurador inferior sendo encaixado, de modo que o perfurador superior possa se encaixar no furo de saída após o enchimento do pó bruto, em que a superfície superior é formada de modo a apresentar um ângulo de contato maior com o lubrificante do que um ângulo de contato da própria matriz com o lubrificante.

De acordo com a estrutura apresentada no sétimo aspecto, é possível que a superfície superior da matriz tenha um ângulo de contato maior com o lubrificante fixado à mesma, de modo que a ação umedecedora do lubrificante com relação ao furo de saída seja reduzida, permitindo, as- sim, que o lubrificante seja repelido da superfície superior. Conseqüente- mente, pode-se impedir que um pó bruto a ser enchido se degrade.

Um oitavo aspecto da presente invenção propõe um aparelho de matriz de moldagem de pó de acordo com o apresentado no sétimo aspecto, em que o lubrificante é tanto um líquido de dispersão como uma solução produzida por meio da dispersão ou dissolução do lubrificante em água, en- quanto a superfície superior é tratada na superfície de modo a apresentar uma repelência à água.

Sendo assim, a formação de uma camada lubrificante é garanti- da por meio da evaporação do teor de umidade no lubrificante fixado ao furo de saída.

Um nono aspecto da presente invenção propõe o aparelho de matriz de moldagem de pó de acordo com o oitavo aspecto, em que a super- fície superior é tratada na superfície tanto com uma substância não-polar como com uma substância com uma ligação de Si-H ou uma ligação de C-H.

Um décimo aspecto da presente invenção propõe um método de moldagem para a obtenção de um produto de moldagem de pó, compreen- dendo as etapas de: aplicar uma solução produzida por meio da dissolução do lubrificante em água ou em um líquido de dispersão produzido por meio da dispersão do lubrificante em água para a porção de moldagem; evaporar um teor de água no líquido de dispersão ou no da solução de modo a formar uma camada lubrificante sobre a porção de moldagem; encher um pó bruto em uma porção de moldagem e, em seguida, encaixar perfuradores na por- ção de moldagem de modo a formar um produto de moldagem de pó, em que o líquido de dispersão ou a solução contém componentes para aumen- tar a sua ação umedecedora para o furo de saída.

De acordo com a estrutura apresentada no décimo aspecto, é possível que a porção de moldagem tenha um ângulo menor de contato com a solução ou com o líquido de dispersão fixado à mesma, de modo que a ação umedecedora da solução ou do líquido de dispersão com relação à porção de moldagem seja maior, permitindo, assim, que a solução ou o lí- quido de dispersão se estenda totalmente sobre a porção de moldagem.

Consequentemente, um melhor desempenho do lubrificante pode ser obtido no momento da moldagem de pó.

Um décimo primeiro aspecto da presente invenção propõe o mé- todo para a obtenção de um produto de moldagem de pó de acordo com o décimo aspecto, em que os componentes para aumentar a ação umedece- dora são agentes de atuação em superfícies.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é um diagrama esquemático mostrando um primeiro processo de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção; A figura 1A é uma vista em seção transversal parcialmente am- pliada mostrando uma parte P de uma matriz de acordo com a primeira mo- dalidade; A figura 2 é um diagrama esquemático mostrando um segundo processo de acordo com a primeira modalidade da presente invenção; A figura 2A é uma vista em seção transversal parcialmente am- pliada mostrando uma parte Q de uma matriz de acordo com a primeira mo- dalidade; A figura 3 é um diagrama esquemático mostrando um terceiro processo de acordo com a primeira modalidade da presente invenção; A figura 4 é um diagrama esquemático mostrando um quarto processo de acordo com a primeira modalidade da presente invenção; A figura 5 é um diagrama esquemático mostrando um primeiro processo de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção; A figura 5A é uma vista em seção transversal parcialmente am- pliada mostrando uma parte R de uma matriz de acordo com a segunda mo- dalidade; A figura 6 é um diagrama esquemático mostrando um segundo processo de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção; A figura 6A é uma vista em seção transversal parcialmente am- pliada mostrando uma parte S de uma matriz de acordo com a segunda mo- dalidade; A figura 7 é um diagrama esquemático mostrando um primeiro processo de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção; A figura 7A é uma vista em seção transversal parcialmente am- pliada mostrando uma parte T de uma matriz de acordo com a terceira mo- dalidade; A figura 8 é um diagrama esquemático mostrando um segundo processo de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção; e A figura 8A é uma vista em seção transversal parcialmente am- pliada mostrando uma parte U de uma matriz de acordo com a terceira mo- dalidade.

Descrição Detalhada da Modalidade Preferida Uma primeira modalidade da presente invenção será agora ex- plicada com referência às figuras 1 a 4. Na figura 1A que mostra um primeiro processo, o numeral de referência 1 designa um furo de saída formado verti- calmente através da superfície superior de uma matriz 2 que serve como um molde para a formação dos lados de um compacto A como um corpo molda- do de pó descrito abaixo. Um perfurador inferior 3 é encaixado no furo de saída 1 a partir de baixo do mesmo e um perfurador superior 4 também se encaixa no furo de saída 1 a partir de cima do mesmo. Um alimentador 5, que provê um pó bruto M, é provido de modo deslizável sobre uma superfí- cie superior da matriz 2. Acima do furo de saída 1, é provido um elemento borrifador 6 que se presta como um meio de aplicação de uma solução para a borrifação de uma solução L de modo a fixar a mesma a uma porção de moldagem 1A do molde. O elemento borrifador 6 fica disposto de modo a facear o furo de saída 1, e é conectado a um tanque da solução L (não- mostrado) via uma válvula que se abre e fecha automaticamente (não- mostrada). De maneira alternativa, a solução L pode ser substituída por um líquido de dispersão produzido por meio da dispersão do lubrificante, descri- to pela Publicação de Patente Japonesa Registrada Ne 3309970 em água.

Um aquecedor 7 e um detector de temperatura 8 são providos em torno da periferia da porção de moldagem 1A para a formação do compacto A, a por- ção de moldagem sendo definida pelo furo de saída 1 e pelo perfurador infe- rior 3 encaixado no mesmo. O aquecedor 7 e o detector de temperatura 8 são conectados a um dispositivo de controle de temperatura 9 que serve como um meio de controle de temperatura, que mantém a temperatura no furo de saída 1 mais alta que a temperatura de evaporação da solução L, e mais baixa que a temperatura de fusão do lubrificante.

Uma superfície 10 do furo de saída 1 é formada com uma cama- da de tratamento de superfície 11 por meio do tratamento de comunicação de uma capacidade hidrófila à superfície 10 de modo a aumentar a ação umedecedora da solução L com relação à superfície 10, ou por meio da dis- posição de um material hidrófilo sobre a mesma. Um ângulo X de contato da camada de tratamento de superfície 11 com relação à solução L é menor que um ângulo Y de contato da superfície 10 que é feita a partir do material da própria matriz 2, ou da superfície superior 2A, na qual o material fica ex- posto, com relação à solução L (isto é, X < Y), permitindo, assim, que a dita ação umedecedora seja aperfeiçoada. Deve-se notar aqui que estes ângulos de contato X, Y não são medidos sob tal condição conforme mostrado na figura 1, sendo os mesmos ilustrados apenas esquematicamente para fins de explicação, mas sendo medidos sob igual condição, de modo a manter a superfície 10 e a superfície superior 2A em um sentido horizontal.

Em termos específicos, a camada de tratamento de superfície 11 é formada por meio de: borrifação térmica, PVD, CVD ou martelagem de oxido, fluoreto, nitreto, cloreto, sulfeto, brometo, iodeto, carbeto, hidróxido e etc. tendo as ligações químicas conforme mostradas na Tabela 1; submissão do revestimento de titânio, de óxidos de zinco ou similares a uma reação fotocatalítica por meio da irradiação de luz ao mesmo; criação de hidróxido por álcali ou tratamento hidrotérmico; o tratamento de superfície por meio de crepitação com íons de potássio ou íons de sódio; e a utilização de mudança na tensão de superfície da solução L por meio da formação de poros diminu- tos sobre a superfície por meio de revestimento de borrifação ou por meio de matriz de metalurgia de pó, por meio da qual a camada de tratamento de superfície assim obtida permite que o ângulo de contato da solução com re- lação à superfície 10 do furo de saída 1 fique menor, desta maneira aumen- tando a ação umedecedora da solução na mesma. De maneira alternativa, a superfície 10 do furo de saída 1 pode se submeter à remoção de organismos oleosos através de um processamento de ácido ou chama, de um polimento eletrolítico, etc. de modo que o ângulo de contato X possa ficar pequeno. Se não houver problemas na resistência, a matriz poderá de preferência ser feita dos materiais hidrófilos mostrados nas Tabelas 1 e 2. De maneira alter- nativa, os metais tais como ferro ou metal duro podem ter as substâncias mostradas na Tabela 1 dispersadas nos mesmos a fim de aumentar a resis- tência e a rigidez. A formação de liga com metais facilmente oxidáveis, tais como Ti, V, Si, e Al, etc., para se usar como o material da matriz é igualmen- te eficaz no sentido de aumentar a propriedade hidrófila. No caso do reves- timento, o revestimento de ferro ou metal duro juntos com materiais hidrófilos é desejável, uma vez que tal revestimento pode atender tanto a longa dura- ção como a capacidade hidrófila da matriz.

No primeiro processo, devido ao calor do aquecedor 7 que é pré- controlado pelo sistema de controle de temperatura 9, a temperatura da su- perfície 10 do furo de saída 1 é mantida mais alta que a temperatura de eva- poração da solução L, e mais baixa do que a temperatura de fusão do lubrifi- cante antes de mais nada. Em seguida, a válvula que se abre e fecha auto- maticamente é aberta de modo a aplicar a solução L do lubrificante por meio de uma borrifação do elemento borrifador 6 na porção de moldagem 1A da matriz 2 aquecida pelo aquecedor 7, com o perfurador inferior 3 sendo en- caixado no furo de saída 1 de modo a definir a porção de formação 1A. Nes- te momento, o ângulo X de contato da solução L, que seria o ângulo Y de contato sem a camada de tratamento de superfície 11, pode ser o ângulo X menor devido à camada de tratamento de superfície 11, impedindo, assim, que a solução L seja repelida, para, deste modo, ser aplicada por toda a su- perfície do furo de saída 1 e umedecer a mesma. Como um resultado, a so- lução L se evapora e seca totalmente e, desta maneira, cristais são deixados crescer sobre toda a camada de tratamento de superfície 11 do furo de saí- da 1, de modo que uma camada cristalizada B que serve com uma camada lubrificante do lubrificante se desenvolva de uma maneira uniforme.

Em seguida, conforme ilustrado em um segundo processo mos- trado na figura 2, o alimentador 5 se movimenta para frente de modo a dei- xar um pó bruto M cair na porção de moldagem 1A a fim de encher a mesma com o pó. Em seguida, conforme ilustrado em um terceiro processo mostra- do na figura 3, a matriz 2 se move para baixo, enquanto o perfurador superi- or 4 é inserido na porção de moldagem 1A do furo de saída 1 a partir de ci- ma, de modo que o pó bruto M fique comprimido de uma maneira a ficar in- tercalado entre o perfurador superior 4 e o perfurador inferior 3. Neste está- gio, uma extremidade de fundo do perfurador inferior 3 fica firmemente presa em posição. Neste terceiro processo, o pó material M é comprimido ao ser prensado contra a camada cristalizada B feita do lubrificante com uma pro- priedade de lubrificação que é concedida ao mesmo pela camada B. O compacto A assim moldado à prensa se torna expelível quan- do a matriz 2 se move ainda mais para baixo até que a superfície superior da matriz 2 se torne essencialmente tão alta quanto a superfície superior do perfurador inferior 3, conforme ilustrado em um quarto processo mostrado na figura 4. Ao se expelir o mesmo, o compacto A é deixado contatar a camada cristalizada B que é feita do lubrificante e se encontra em uma condição lu- brificada. Após a ejeção do compacto A desta maneira, o primeiro processo se repete e, desta maneira, a solução L é aplicada à porção de moldagem 1A mais uma vez de modo a formar a camada cristalizada B, e, em seguida, o pó bruto M é enchido na porção de moldagem 1A.

Conforme aparente a partir do apresentado acima, a superfície 10 do furo de saída 1 é formada com a camada de tratamento de superfície 11 de modo a apresentar o ângulo X de contato com a solução L menor do que o ângulo Y de contato da matriz 2 com a solução L, de acordo com a modalidade acima. Sendo assim, quando a solução L é aplicada, a ação umedecedora da solução L com relação ao furo de saída 1 é aperfeiçoada de modo que a solução L possa se estender sobre a camada de tratamento de superfície 11, eventualmente sobre toda a superfície do furo de saída 1.

Consequentemente, toda a superfície do mesmo pode ser formada com a camada cristalizada B ao se fazer a evaporação da água. Como um resulta- do, os compactos de alta densidade A podem ser obtidos de forma estável.

Ainda, antes de encher a porção de moldagem 1A com o pó bru- to M, a solução L, com um lubrificante dissolvido em um solvente para uma fase uniforme, é aplicada à porção de moldagem 1A, e, em seguida, a solu- ção L se evapora de modo a assim formar a camada cristalizada B sobre a porção de moldagem 1A. Deste modo, a camada cristalizada fina B para lu- brificação é formada sobre a superfície periférica da porção de moldagem 1A, desta maneira possibilitando a redução de uma força requerida para a ejeção do compacto A a partir da porção de moldagem 1A assim como au- menta a densidade do mesmo.

Em seguida, faz-se a descrição das segunda e terceira modalida- des com referência às figuras 5 e 6, 7 e 8, respectivamente, nas quais os mes- mos símbolos de referência que os da primeira modalidade serão designados pelos mesmos símbolos, e sua descrição detalhada repetida será omitida.

De acordo com a segunda modalidade, a superfície superior 2A da matriz 2 é formada com uma camada de tratamento de superfície 21 por meio de um tratamento de comunicação de repelência de água 10 à superfí- cie 2A de modo a aumentar a sua capacidade de repelência de líquido (isto é, a redução da ação umedecedora da solução L) com relação à superfície 2A, ou por meio da disposição do material de repelência de água sobre a mesma. Um ângulo Y’ de contato da camada de tratamento de superfície 21 com relação à solução L é maior que um ângulo X’ de contato da superfície feita do material da matriz 2 em si, ou da superfície 10 do furo de saída 1, com relação à solução L (isto é, Y’ > X’), possibilitando, assim, que a dita ação umedecedora seja reduzida. A camada de tratamento de superfície 21 pode ser feita de resina à base de silicone ou flúor, tal como a que inclui uma ligação de Si-H, uma ligação de C-H e etc., ou a partir de substâncias não- polares, conforme mostrado na Tabela 3 abaixo.

De acordo com a segunda modalidade, portanto, a válvula que se abre e fecha automaticamente é aberta de modo que a solução L do lubri- ficante seja borrifada a partir do elemento borrifador 6 e aplicada à porção de moldagem 1A da matriz 2 que é preaquecida pelo aquecedor 7. Neste mo- mento, parte da solução L provavelmente se fixa à superfície superior 2A da matriz 2. No entanto, o ângulo Y’ de contato acima mencionado da solução L com a superfície superior 2A, sobre a qual a camada de tratamento de su- perfície 21 é provida, torna-se maior que o ângulo X’ de contato direto do mesmo com a matriz 2, por meio do que a solução L é repelida, impedindo, assim, que a solução L se recolha sobre a superfície 2A.

Conforme fica aparente a partir do apresentado acima, uma vez que a superfície superior 2A da matriz 2 é feita com a camada de tratamento de superfície 21 de modo a ter o ângulo Y’ de contato com a solução L maior do que o ângulo X’ de contato da matriz 2 com a solução L, por meio do que a propriedade repelente da água sobre a superfície superior 2A pode ser aperfeiçoada, tornando a solução L menos provável de se juntar ou coletar sobre a superfície superior 2A (a camada de tratamento de superfície 21), impedindo, assim, que a solução L se recolha sobre a superfície superior 2A (a camada de tratamento de superfície 21), que, por sua vez, faz com que o pó bruto M alojado no alimentador 5 fique menos propenso a ser contatado pela solução L, deste modo impedindo que o pó bruto M cozinhe.

De acordo com a terceira modalidade, acima do furo de saída 1 é provido o elemento borrifador 6 que se presta como um meio de aplicação de uma solução para a borrifação da solução L de modo a fixar a mesma na porção de moldagem 1A. O elemento borrifador 6 fica disposto de modo a facear o furo de saída 1. A solução L contém componentes que aumentam a ação umedecedora da solução L com relação à superfície 10 do furo de saí- da 1. Os componentes que aumentam a ação umedecedora são aqueles que podem tornar o ângulo X" de contato da solução L com a superfície 10 menor, como, por exemplo, agentes que atuam na superfície. De maneira alternativa, o líquido de dispersão produzido pelo lubrificante de dispersão na água pode ser usado no lugar da solução L. Neste caso, também, tal lí- quido de dispersão deve conter componentes de aperfeiçoamento de ação umedecedora.

Sendo assim, a válvula que se abre e fecha automaticamente é aberta de modo a aplicar a solução L do lubrificante por meio de uma borri- fação a partir do elemento borrifador 6 na porção de moldagem 1A da matriz 2 aquecida pelo aquecedor 7, com o perfurador inferior 3 sendo encaixado no furo de saída 1 de modo a definir a porção de moldagem 1A. Neste mo- mento, o ângulo X" de contato da solução L, que ficaria grande sem os com- ponentes de aperfeiçoamento de ação umedecedora, é deixado ficar sufici- entemente pequeno devido aos componentes, deste modo impedindo que a solução L seja repelida, para, deste modo, ser aplicada por toda a superfície 10 do furo de saída 1 e umedecer a mesma. Como um resultado, a solução L se evapora e seca totalmente, e, desta maneira, cristais são deixados crescer sobre toda a camada de tratamento de superfície 11 do furo de saí- da 1, de modo que uma camada cristalizada B do lubrificante se desenvolva de uma maneira uniforme.

Conforme aparente a partir do acima apresentado, uma vez que a solução L contém componentes que aumentam a ação umedecedora a fim de diminuir o ângulo X” de contato com a superfície 10, a ação umedecedora da solução L no furo de saída 1 aumenta quando a solução L é aplicada, permitindo, assim, que a solução L se estenda por toda a superfície 10 do furo de saída 1, de modo que a solução L se evapore e seque, para, desta maneira, permitir que a camada cristalizada B cresça totalmente, e, assim, possibilitando que os compactos de alta densidade sejam obtidos de forma estável.

Exemplos preferidos e exemplos comparativos serão agora ex- plicados com referência à Tabela 4. Em cada um dos exemplos preferidos e exemplos comparativos mostrados na Tabela 4, pós de ferro (de um diâme- tro de partícula médio de 90 μιτι) foram usados como o pó bruto, e 7 g da mistura do pó bruto foram enchidos em um molde formando uma coluna ci- líndrica tendo uma área de pressurização de 1 cm2, e, em seguida, compac- tos foram formados a uma pressão de formação de 8 t/cm2, Nos exemplos preferidos, 1 % de solução de difosfato de hidrogênio de potássio como lubri- ficante solúvel em água foi aplicada à porção de moldagem da matriz reves- tida com um material hidrófilo e aquecido a 250°C, e, em seguida, a mesma solução foi evaporada e secada de modo a formar a camada cristalizada, e, em seguida, os pós brutos foram enchidos nesta porção de moldagem. No exemplo comparativo 1, depois de o lubrificante ser aplicado à porção de moldagem de uma matriz comum aquecida a 250°C, o mesmo foi secado e, em seguida, o pó bruto foi enchido nesta porção de moldagem. No exemplo comparativo 2, depois de o lubrificante ser aplicado à porção de moldagem de uma matriz comum aquecida a 150°C, o mesmo foi secado e, em segui- da, o pó bruto foi enchido na porção de moldagem. O exemplo comparativo 3 é um caso, no qual uma matriz comum é aquecida a 150°C, e em seguida o pó bruto foi enchido na porção de moldagem sem a aplicação do lubrifica- ção. Em ambos os exemplos, o SKH-51 conforme tipicamente empregado para um aço de ferramenta foi usado para a porção de moldagem de tal ma- triz comum. O resultado de comparação a partir da Tabela 4 indica que a moldagem de pó foi tida como impossível se realizada a 250°C usando ma- trizes sem o revestimento hidrófilo, devido ao lubrificante que não se encon- tra totalmente fixado à porção de moldagem. De acordo com os exemplos preferidos 1 a 6, nos quais a moldagem de pó foi realizada, ao se usar matri- zes com o revestimento hidrófilo, foi possível a moldagem de pó a uma tem- peratura maior que 150°C, e foi observado que compactos de alta densidade mais densos que os formados a 150°C podem ser obtidos.

Claims (9)

1. Aparelho de matriz de moldagem de pó para a moldagem de pó, que compreende: uma matriz (2) com um furo de saída (1) para a formação de um lado de um compacto (A), em que o furo de saída (1) é definido verticalmen- te através de uma superfície superior (2A) da matriz (2); um perfurador inferior (3) a ser encaixado no furo de saída (1) a partir de baixo; um perfurador superior (4) a ser encaixado no furo de saída (1) a partir de cima; e um meio de aplicação de lubrificante para a aplicação de um lubrificante (L) ao furo de saída (1), no qual o perfurador inferior (3) é encai- xado, de modo que o perfurador superior (4) possa se encaixar no furo de saída (1) após o enchimento do furo de saída (1) com o pó bruto (M) de mo- do a formar um compacto (A), e caracterizado pelo fato de que o furo de saída (1) é formado de modo a ter um ângulo menor (X) de contato com o lubrificante (L) do que um ângulo (Y) de contato da própria matriz (2) com o lubrificante (L).

2. Aparelho de matriz de moldagem de pó, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante (L) é tanto um lí- quido de dispersão como uma solução produzida por meio da dispersão ou dissolução de lubrificante em água, enquanto o furo de saída (1) é tratado na superfície de modo a apresentar uma propriedade hidrófila.

3. Aparelho de matriz de moldagem de pó, de acordo com a rei- vindicação 2, caracterizado pelo fato de que o furo de saída (1) é tratado na superfície de modo a ter uma camada de tratamento de superfície (11) for- mada pelo revestimento de óxido, fluoreto, nitreto, cloreto, sulfeto, brometo, iodeto, carbeto, ou hidróxido.

4. Aparelho de matriz de moldagem de pó, de acordo com a rei- vindicação 2, caracterizado pelo fato de que o furo de saída (1) é tratado na superfície de modo a ter uma camada de tratamento de superfície (11) for- mada por meio da submissão de um revestimento de titânio ou óxido de zin- co à reação fotocatalítica por meio de irradiação de luz.

5. Aparelho de matriz de moldagem de pó, de acordo com a rei- vindicação 2, caracterizado pelo fato de que o furo de saída (1) é tratado na superfície de modo a ter uma camada de tratamento de superfície (11) for- mada por meio da criação de hidróxido por álcali ou processamento hidro- térmico, ou por meio de crepitações com íons de potássio ou íons de sódio.

6. Aparelho de matriz de moldagem de pó, de acordo com a rei- vindicação 2, caracterizado pelo fato de que o furo de saída (1) é tratado na superfície de modo a ter uma camada de tratamento de superfície (11) for- mada ao se fazer uso de mudança na tensão de superfície da solução atra- vés da formação de poros finos sobre uma superfície.

7. Aparelho de matriz de moldagem de pó, que compreende: uma matriz (2) com um furo de saída (1) para a formação de um lado de um compacto (A), em que o furo de saída (1) é definido verticalmen- te através de uma superfície superior (2A) da matriz (2); um perfurador inferior (3) a ser encaixado no furo de saída (1) a partir de baixo; um perfurador superior (4) a ser encaixado no furo de saída (1) a partir de cima; e um meio de aplicação de lubrificante para a aplicação de um lubrificante (L) ao furo de saída (1), com o perfurador inferior (3) sendo en- caixado, de modo que o perfurador superior (4) possa se encaixar no furo de saída (1) após o enchimento do pó bruto (M), e caracterizado pelo fato de que a superfície superior (2A) é formada de modo a apresentar um ângulo maior (Y’) de contato com o lubri- ficante (L) do que o ângulo (X’) de contato da própria matriz (2) com o lubrifi- cante (L).

8. Aparelho de matriz de moldagem de pó, de acordo com a rei- vindicação 7, caracterizado pelo fato de que o lubrificante (L) é tanto um lí- quido de dispersão como uma solução produzida por meio da dispersão ou dissolução de lubrificante em água, enquanto a superfície superior (2A) é tratada na superfície de modo a apresentar repelência à água.

9. Aparelho de matriz de moldagem de pó, de acordo com a rei- vindicação 8, caracterizado pelo fato de que a superfície superior (2A) é tra- tada na superfície tanto com uma substância não-polar como com uma subs- tância com uma ligação de Si-H ou com uma ligação de C-H.