O que é a formação de spray?
A formação por spray é um processo de formação de metal que vomita metal fundido e atomizado em um substrato rotativo para formar um lingote ou tarugo de metal. A alta taxa de solidificação do processo resulta em uma microestrutura bem definida. O processo produz material semelhante ao obtido pela metalurgia do pó por uma fração do custo. Tarugos ou barras de formas diferentes são possíveis, dependendo da forma do substrato. O processo é aplicável a uma grande variedade de ligas.
Devido às suas propriedades únicas, os metais têm sido manipulados pela humanidade há milhares de anos na fabricação de implementos, ferramentas, embarcações e várias peças de equipamento ou armas. Ferramentas e instrumentos modernos exigem peças de metal que se encaixam firmemente e se movem suavemente uma contra a outra. Além disso, essas peças de precisão devem exibir alta resistência e dureza, funções da microestrutura do metal sólido.
Através de um controle cuidadoso do processo de formação por pulverização, o tamanho, a forma e a composição das gotículas podem ser manipulados para criar as propriedades de acabamento desejadas. Por exemplo, carbonetos, compostos de carbono-metal, são um fator significativo na dureza final do aço usado em ambientes de alta tensão, como no espaço ou debaixo d'água. No exame microscópico de chapas de aço fundido, os cristais de carboneto são vistos como longas cadeias, aumentando a fragilidade do produto final. A maioria desses carbonetos são compostos de cromo. Em chapas de aço semelhantes formadas por spray, os carbonetos são menores, distribuídos uniformemente e são compostos de vanádio, um metal mais forte.
A formação de spray é mais barata que a metalurgia do pó. Nesta tecnologia alternativa, o pó é primeiro preparado a partir de uma de várias técnicas. Em seguida, o pó é misturado, compactado em uma matriz e sinterizado em um forno. A sinterização permite uma coalescência lenta das partículas à medida que elas derretem e correm juntas. O crescimento de grãos é microscópico. A metalurgia do pó produz materiais muito densos e fortes.
Os produtos formados por spray também são muito densos, mas requerem duas etapas de processamento. A liga é derretida, atomizada através de um bico e afeta o substrato. Ao resfriar o gás nitrogênio que é soprado em contra-corrente para as gotículas, elas são mantidas separadas e distintas, mas resfriam mais rapidamente. A segregação dos metais da liga é atrasada ao não permitir que as gotículas se misturem. As gotículas ficam parcialmente derretidas quando atingem o substrato; na metalurgia do pó, o metal está na forma de partículas sólidas.
O processo de formação de spray foi refinado como o processo Osprey, uma metodologia pronta para uso comercial para aços de alta resistência. Uma variação do processo, o processo Spraycast-X ™, permite a produção de ligas à base de níquel resistentes o suficiente para peças de motores de turbinas a gás. O custo também é reduzido porque menos resíduos de metal precisam ser removidos para formar a peça final.