Processamento aplicado à liga metálica biocompatível do sistema Co-Cr-Mo-W obtida por moagem de alta energia

Abstract

Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de pós metálicos a base de uma liga contendo 65%Co, 23%Cr, 6%Mo e 6%W para aplicações em processos de prototipagem rápida por sinterização seletiva a laser para uso na odontologia. A liga foi fundida a partir de pós elementares e, em seguida, o lingote foi submetido à usinagem, gerando-se cavacos metálicos de característica frágil com tamanho inferior a 3mm. Os cavacos foram submetidos à moagem em moinho planetário, variando-se a relação de massa de pó/esferas e tempo de moagem. No estudo de moagem, relações de esfera/pó de 4:1, 6:1, 8:1 e 10:1 foram investigadas. Além disso, tempos de moagem variando de 15min a 120min foram avaliados. Partículas de morfologia e tamanhos variados foram obtidas e em função do aumento de tempo de moagem e da relação de esfera / pó, o tamanho médio sofreu significativas mudanças. Os resultados indicaram que a condição de moagem ideal p/ criação de partículas com boa receptividade (tamanho e formato) foram àquelas moídas em 60 ± 15 min. e com relação esfera / pó de 6:1. Este pó foi tratado termicamente a 1000°C por 120 min em atmosfera de argônio e em seguida, o pó foi desaglomerado. Os aspectos morfológicos encontrados se adaptam às exigências de processo e do equipamento de sinterização a laser. Os resultados indicam redução do tamanho do cristalito dos pós moídos, da ordem de 50% quando submetidos a moagem durante 120 minutos, utilizando relação esfera pó de 6:1. O processo permite a aglomeração semi-esferoidizada das partículas com redução de seu tamanho médio, porém a utilização de tratamento térmico apresentou tendência a esferoidização quando a 1000°C com patamar de 120 min. Com relação a pós comerciais avaliados obtidos por atomização, estes apresentam similaridade relativa às fases cristalinas presentes no cobalto metálico. A morfologia apresenta como dominante o formato esférico com variação de tamanho. A avaliação da sinterabilidade em maquina de sinterização a laser destes pós moído sem comparação a pós atomizados indicou que a densificação utilizando pós moídos gerou corpos com densidade relativa em torno de 93,2% ao passo que o uso de pó atomizado alcançou densidade relativa de 96,1%. Porém estas diferenças não foram significativas para geração de variações consideráveis na dureza e modulo de elasticidade dos corpos sinterizados, os quais apresentaram dureza da ordem de 364 e 340HV para uso do pó moído e atomizado, respectivamente. O módulo de elasticidade médio obtido foi de 210GPa para os dois materiais, e os resultados indicam que ambos os produtos sinterizados atendem a especificação das normas ASTM F75 e F1537, para ligas de Co-Cr para aplicações como biomateriais.