Boretação

DESENVOLVIMENTO DO PROCESSO DE BORETAÇÃO ASSISTIDA POR PLASMA DO AÇO AISI 10

Através de tratamentos termoquímicos é possível modificar as características de superfície de peças metálicas melhorando seu desempenho. Considerando os tratamentos termoquímicos assistidos por plasma, a nitretação, a cementação e a nitrocarbonetação são os mais utilizados. Entretanto, a boretação vem ganhando espaço. Esta técnica consiste na difusão de átomos de boro na superfície em tratamento. Neste processo, são produzidas camadas superficiais compostas por boretos, que conferem elevada dureza (1400-2100 HV), resistência mecânica e baixo coeficiente de atrito. Atualmente, os tratamentos de boretação mais utilizados são por via sólida e gasosa. Contudo, o processo por via sólida apresenta limitações relacionadas à implantação de uma linha produtiva em grande escala, bem como a geração de resíduos pós-tratamentos. Por sua vez, o processo por via gasosa utiliza precursores explosivos e tóxicos. Os mesmos precursores são aplicados nos tratamentos assistidos por plasma disponíveis industrialmente. Buscando alternativas para o processo de boretação assistida por plasma, este trabalho tem como objetivo utilizar um precursor de boro de menor risco operacional, o trimetilborato (TMB – B(CH3O)3), para boretação do aço AISI 1045. Este precursor, além de ser atóxico, não é explosivo, apresentando vantagens sobre outros precursores como o BCl3. No presente trabalho, o TBM foi empregado em uma mistura composta por hidrogênio e argônio. Como o processo fora anteriormente pouco explorado, poucas informações se têm a respeito dos parâmetros de tratamento. Assim durante o desenvolvimento dos mesmos algumas dificuldades foram encontradas. Verificou-se que conforme se aumenta o volume de precursor empregado em meio à mistura gasosa, a formação de fuligem sobre a amostra tratada é favorecida devido ao carbono presente no TMB. Buscando resolver este problema o balanço entre os gases hidrogênio, argônio e TMB foi variado. Outros parâmetros de processamento como a tensão de pico aplicada, temperatura e pressão de tratamento, foram também variados. A compreensão desse conjunto de parâmetros deverá resultar na determinação de parâmetros para formação de uma camada boretada composta principalmente pela fase Fe2B, que indicará uma possível utilização do TMB como alternativa para tratamentos térmicos superficiais. Os resultados obtidos até o momento apontam dificuldades tecnológicas na utilização do TBM, ligadas principalmente à forte dissociação da molécula do precursor levando à formação de fuligem.

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