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Economia circular e urban mining para o desenvolvimento sustentável da cadeia produtiva de metal duro a base de carboneto de tungstênio-cobalto (WC-Co)

Processo: 19/08927-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de abril de 2020 - 31 de dezembro de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia de Transformação
Pesquisador responsável:Fabio Miranda
Beneficiário:Fabio Miranda
Empresa:Brats Indústria e Comércio de Produtos Metálicos Especiais Ltda. - ME
CNAE: Metalurgia dos metais não-ferrosos e suas ligas não especificados anteriormente
Município: Cajamar
Pesquisadores principais:Daniel Rodrigues
Pesq. associados:Suzilene Real Janasi
Assunto(s):Metalurgia do pó  Processos de fabricação  Economia circular  Matérias primas metalúrgicas  Resíduos industriais  Metais  Tungstênio  Carbetos 

Resumo

Uma das questões mais complexas nos dias atuais é a destinação dos resíduos, particularmente os industriais. Por conta disto, reciclar vem se mostrando a maneira mais adequada, e mais viável economicamente, de evitar agressões ao meio ambiente. O metal duro pertence a uma classe de material, resistente ao desgaste, em que os metais refratários, como o tungstênio, na forma de carbonetos, aglutinados com metais dúcteis, como cobalto e níquel, formam uma estrutura que combina dureza com tenacidade. Embora o termo de "Cemented Carbide" venha sendo usado largamente nos Estados Unidos, estes materiais são mais conhecidos internacionalmente, e também no Brasil, como metais duros (hardmetals). O Metal Duro é obtido por um processo genericamente denominado de Metalurgia do Pó (M/P), através de uma sequência de operações cuidadosamente controladas. Carboneto em pó é preparado e misturado com o ligante metálico, também na forma de pó muito fino, principalmente cobalto ou níquel. O principal carboneto utilizado é o de tungstênio, que junto com o cobalto, forma o mais usado dos metais duros, o WC-Co. O níquel é utilizado como aglutinante para aplicações que exigem elevada resistência à corrosão. Os pós de carboneto e de metal de transição (Co ou Ni) são aglomerados com parafina para facilitar sua compactação. O processo de produção de metal duro envolve, portanto: mistura da matéria prima, compactação; pré-sinterização para remoção da parafina; usinagem para obtenção de detalhes não possíveis por compactação; sinterização em alta temperatura com elevada contração; e acabamento, realizado principalmente por retificação. Em cada uma destas etapas há geração de resíduos. Além disto, deve-se considerar principalmente a sucata gerada pelas peças que tiveram seu ciclo de vida esgotado. Entre resíduo e sucata estima-se que o Brasil gere anualmente cerca de 200 toneladas de produto que reciclável, que pode ser avaliado em até 100 reais o quilo. Estamos, portanto, falando de um mercado de até 20 milhões de reais por ano. Este mercado tem sido explorado fora do país, já que boa parte do resíduo é coletado e exportado para reciclagem. A reciclagem do metal duro é de grande importância pelo seu alto valor agregado e grande consumo mundial, principalmente em aplicações como insertos de usinagem, corte, mineração (petróleo e gás), transporte e construção, conformação mecânica e em ferramentas especiais. São poucos os que conhecem a fundo o produto, processo de fabricação, estrutura e propriedades, e que podem dar o melhor destino aos diversos resíduo. O objetivo principal deste projeto é atuar no processo de reciclagem do metal duro, considerando resíduos de diferentes origens, como: pastilhas de solda, borra ou lama de retífica, peças sinterizadas, pó de usinagem de peças verdes, e insertos revestidos. Objetiva-se dar o destino mais adequado para cada um deles, que pode ser voltando para a cadeia produtiva do metal duro para produção de peças sinterizadas, ou recuperação para obtenção de pó para aspersão térmica (metalização). Prevê-se uma caracterização completa de cada um destes resíduos bem como dos produtos obtidos a partir deles. (AU)