A preparação metalográfica de componentes sinterizados difere de materiais convencionais, principalmente devido aos poros. Se as etapas corretas não forem seguidas, o resultado pode ser desastroso, levando o analista a erros de interpretação. Normalmente, as amostras são cortadas com discos de carbeto de silício ou diamantados, dependendo da dureza do material, sob refrigeração abundante e avanço lento para evitar-se sobreaquecimento da amostra. Na sequência, ocorre o embutimento da mesma em material polimérico, em matriz cilíndrica aquecida, que garante uma face plana para análise. Depois desse processo, segue-se as etapas de lixamento (sequência de lixas, da mais grossa até a mais fina ou com discos de lixamento sintéticos) e polimento (mais comumente alumina ou diamante). A referência [3] sugere rotas de preparação metalográfica, falhas comuns neste processo, e mostra exemplos de microestruturas de diversos materiais sinterizados. Na Fig.1 e 2 observam-se duas fotos da mesma amostra mostrando porosidades completamente diferentes, devido apenas ao processo de preparação metalográfica. A Fig.3 mostra um erro comum visível após o ataque e processo de secagem da amostra. A preparação inadequada pode dificultar a interpretação da microestrutura e levar a erros grosseiros.

No controle da matéria-prima, que no caso dos sinterizados são pós metálicos, a metalografia nos auxilia a inferir o tamanho e forma de partículas e os constituintes da microestrutura (fases, inclusões, porosidade interna da partícula etc.), além de permitir identificar os tipos de pós utilizados em uma determinada mistura (mistura elementar de pós, pó de ferro pré-ligado a outros elementos ou pó de ferro com elementos pré-difundidos na superfície deste). Permite também identificar se o pó foi atomizado, reduzido ou obtido por precipitação, por exemplo. O entendimento de todas estas variáveis permitirá a previsão tanto do comportamento na moldagem (compressibilidade, por exemplo), e sinterização (variação dimensional esperada, por exemplo), como também das propriedades mecânicas esperadas em uma determinada composição.

Um componente sinterizado a metalografia possibilita avaliarmos o grau de sinterização/arredondamento de poros, presença de elementos livres, segregações, impureza, porcentagem de poros e fases presentes na microestrutura; etc., como podemos ver nos exemplos das Figs.4, 5 e 6.

Na segunda parte deste artigo, mostraremos microestruturas típicas de algumas ligas sinterizadas e seu efeito nas propriedades físicas e mecânicas de um determinado componente.

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[1] MACCALL, J. L., et all, “Metallography as a Quality Control Tool”, 1980, Plenum Press, NYC;

[2] MURPHY, THOMAS, “Quantifying the Degree-of-Sinter in Ferrous P/M Materials”, 2004, Euro-PM, EPMA;

[3] STRUERS, “Metallographic Preparation of Powder Metallurgy Parts”, 2008, Struers, Denmark;

[4] PALLINI, Marco A. T., “Base de Dados Metalográficos Particular” – Atualização Junho 2015.

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Com a regulamentação do Inovar-Auto, as importações que representavam até cerca de 25% dos carros vendidos em meados de 2011 caíram para 20% em 2013 e neste ano tem ficado em torno de 17%, vide Fig. 2. Parece que o Inovar-Auto está cumprindo seu propósito, com a construção de novas fábricas e o retorno de consumidores que compravam veículos importados para o produto local, mas será que podemos esperar crescimento da produção local para os próximos anos?

Nosso Produto Interno Bruto tem caído nos últimos anos e fecharemos 2014 abaixo de 0,75%. O governo atribui este decréscimo ao esfriamento da economia mundial e fatores como a Copa do Mundo e eleições, mas para economistas de diversos segmentos houveram erros na conduta da economia que causaram a queda no consumo e incertezas quanto ao futuro.

As mais conceituadas consultorias de mercado indicam uma recuperação na produção local de veículos a partir de 2015, com crescimento anual médio entre 4 e 5% até 2020, como por exemplo a previsão da Fig. 3.

Os carros compactos continuarão dominando o mercado brasileiro, e haverá um aumento nas vendas de caminhonetes e SUV’s, conforme pode ser visto nas previsões da Fig. 5.

Para que estas produções e vendas se consolidem teremos que corrigir alguns desvios:

• Melhorar a competitividade do Brasil, que hoje apresenta:

– Custo de produção alto devido ao custo da matéria-prima e energia;

– Logística ruim e cara devido à infraestrutura de transportes;

– Sistema de impostos complexos e muitas vezes em cascata;

– Mão de obra cara e que entrega baixa produtividade;

– Burocracia extrema;

– Pouco investimento em inovação e tecnologia.

• Garantir que o Inovar-Auto tenha continuidade, e para isto algumas questões devem ser trabalhadas pelo Governo:

– Estabelecer as regras do programa para após 2017;

– Não mudar regras definidas durante o novo prazo de vigência;

– Criar uma estratégia de longo prazo para aumento de competitividade da indústria automotiva brasileira;

– Integrar as autopeças ao programa.

• Voltar a crescer, que dependerá da política econômica que será adotada pela Presidente Dilma durante seu novo mandato.

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[1] Roland Berger – “Market Perspectives 2014-2018” – São Paulo, August 2014;

[2] PWC – Auto Facts – “Brazil’s Automotive Industry in a State of Flux”, London, October 2014;

[3] IHS – Metaldyne “Brazilian Automotive Market Perspectives”, Indaiatuba, June 2014.

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De acordo com a consultoria de mercado IHS [1], os novos carros compactos serão os responsáveis pelo aumento de demanda de motores abaixo de 2.0L e, do ponto de vista de tecnologias aplicadas nestes, os variadores de fase dos eixos de comando de válvula (VVT) e sistemas Start/Stop terão o maior volume de uso até 2017. Vide Fig. 1.

Sistemas VVT podem utilizar até 6 componentes sinterizados dependendo do conceito do projeto (variação de fase na aspiração e exaustão, por exemplo), dos quais pelo menos 4 são tratados termicamente (Fig.2).

Já no caso do Start/Stop (Fig. 3), temos potencial de uso nos pinhões de motor de partida, núcleos de alternadores e conversão do estator, atualmente fabricado com chapas estampadas para componentes sinterizados fabricados com ferro microencapsulado (SMC – Soft Magnetic Composite).

Embora o mercado esteja dando sinais de retração neste ano, estima-se que até 2017 teremos uma adição de cerca de 3.5 milhões de motores com sistemas VVT e 1.5 milhão com Start/Stop para produção local de veículos e exportação, o que significa um potencial de fabricação acima de 20 milhões de componentes sinterizados. Deste total de componentes, cerca de 8 milhões serão tratados termicamente. Estes são alguns exemplos de como a indústria de sinterizados pode se beneficiar das oportunidades promovidas pelo Inovar-Auto.

Dentro desta situação, nota-se a necessidade de orientações e aprendizados para nos direcionar ao melhor caminho da criação para investirmos precisamente nas melhores formas, sendo elas a valorização do pesquisador e priorização dos laboratórios, e não criar uma estrutura medíocre e ineficiente dentro deste campo. Neste sentido, este amplo debate deve ser entendido como um fator importante nas decisões estratégicas nos diversos meios, nos quais o futuro de nosso país e as gerações de pesquisadores precisam ser alinhados, para que esta discussão seja interpretada como uma grande oportunidade brasileira para as futuras gerações de pesquisadores, focados nas aplicações práticas e que poderão desfrutar de um ambiente favorável de P&D e, assim, dar ao nosso país uma posição de destaque no futuro.

No sentido de situar nossos leitores quanto às tendências brasileiras, as empresas do setor automotivo começaram a seguir três nítidas estratégias: a primeira, o investimento dentro de sua casa, privilegiando equipamentos e laboratórios; a segunda, um investimento laboratorial fora de casa, em instituições; e a terceira, mais comum, a compra de P&D no sentido de alocar recursos financeiros para converter em tecnologias novas nos projetos desenvolvidos por universidades e institutos.

Em vista das trajetórias traçadas anteriormente, podemos entender uma parte importante das ações que estão atuando de forma estratégica e política neste campo em nosso país e, assim, poder explorar de perto os diferentes segmentos de P&D, os quais devo tratar nas próximas edições da IH.

Referências

[1] IHS AUTOMOTIVE, “Brazilian Overview”, OCT-2013, Trabalho encomendado pela Metaldyne.

[2] PALLINI, Marco A. T., “A importância do planejamento estratégico para a competitividade de uma empresa. Estudo de caso: lançamento de componentes para variadores de fase de eixos de comando de válvulas (VVT)”, Dissertação de MBA, INPG, 2013.

[3] Figura extraída do site www.bolido.com, consultado no dia 19/ABR/2014.

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