Tratamento De Superficies

OBJETIVO

Apresentar os tipos de revestimentos que podemos utilizar para aperfeiçoar o desempenho de materiais comuns como, por exemplo, um aço carbono de baixa liga. Esse processo se da na maioria das vezes por tratamento térmico e é muito comum nos dias atuais em diversos setores produtivos.

Esclarecer o que são metais duros, sua estrutura e aplicação com suas características físicas comuns.

INTRODUÇÃO

O tratamento de superfície está à nossa volta. Basta olhar para o lado e identificamos objetos que necessitam dele: utensílios domésticos, objetos de uso diário no escritório (clipes, tesouras e grampos), na arquitetura e construção, nos veículos de todas as espécies e na vida social (adornos, jóias e bijuterias), tornando nossa vida mais agradável em muitos sentidos.

O setor de tratamentos de superfície é muito vasto e têm papel fundamental na prevenção da corrosão e na manutenção, fatores estes cruciais na preservação ambiental, aumentando a durabilidade e a vida útil dos materiais.

Os tratamentos térmicos são um conjunto de operações que têm por objetivo modificar as propriedades dos aços e de outros materiais através de um conjunto de operações que incluem o aquecimento e o resfriamento em condições controladas.

O tratamento térmico é um termo dado a qualquer tecnologia de tratamento de resíduos que envolve altas temperaturas durante o processamento dos resíduos, sendo que na maior parte dos processos, não ocorre a combustão do resíduo.

O QUE É O METAL DURO

Metal duro é o nome dado a uma liga de carboneto de tungstênio, produzido geralmente por metalurgia do pó. O produto é obtido pela prensagem e sinterização de uma mistura de pós de carboneto e outras matérias de menor ponto de fusão, chamados aglomerantes (cobalto, cromo, níquel ou uma combinação deles).

Após a prensagem, o composto já tem consistência suficiente para ser usinado na forma desejada, ou bem próximo dela. Ocorre a seguir o processo de sinterização, aquecimento a uma temperatura suficiente para fundir o aglomerante, que preenche os vazios entre os grãos dos carbonetos. O resultado é um material de dureza elevada, entre 75 e 90 HRa, dependendo do teor de aglomerante e do tamanho de grão do carboneto. As maiores durezas são conseguidas com baixos teores de aglomerante e tamanho de grão reduzido. Por outro lado maior tenacidade é obtida aumentando o teor de aglomerante e/ou aumentando o tamanho de grão.

As ferramentas de corte, onde a propriedade desejada é elevada dureza, tem teores baixos de aglomerante, menos de 5%. Já em discos de laminação, onde a resistência ao impacto passa a ser vital, é necessário perder um pouco da dureza para conseguir um mínimo de tenacidade. Nesse caso, dependendo da aplicação, o teor de aglomerante pode chegar a 30 ou 35%.

Seu advento no final da década de 20, na Alemanha, quando Karl Schröter conseguiu produzir em laboratório WC em pó pela primeira vez, provocou o segundo grande impulso na área dos materiais de ferramenta de corte (o primeiro foi com o surgimento do aço rápido). Com os metais duros, as velocidades de corte puderam ser aumentadas na usinagem de aço comum, e passou a ser possível a usinagem de materiais endurecidos como cilindros de ferro fundido para laminação.

Na época, quando foram verificadas as excelentes propriedades de dureza e resistência ao desgaste desse material, os alemães logo o batizaram de widia (de wiediamant do alemão, como diamante), fazendo referência à semelhança das propriedades desse material com as do diamante, o que até certo ponto é um exagero. Materiais descobertos posteriormente como o CBN (nitreto cúbico de boro) merecem mais essa honraria.

As ferramentas de metal duro revolucionaram a indústria, pois permitem avanços e velocidades de corte maiores no processo de usinagem, e a fabricação de discos e anéis para cilindros de laminação com capacidade de laminar até 10 vezes mais entre re-usinagens que os equivalentes em ferro fundido, reduzindo assim os câmbios de cilindros que interrompem a produção. Devido sua alta dureza, elas tendem a quebrar submetidas a paradas repentinas ou esforços muito grandes, para minimizar o problema, várias soluções foram apresentadas novas coberturas e geometrias de corte para seu maior rendimento e vida útil.

O segundo grande impulso na área dos materiais de ferramenta de corte aconteceu com o aparecimento do metal duro (o primeiro foi com o surgimento do aço rápido). Com os metais duros, novamente, as velocidades de corte puderam ser aumentadas em praticamente uma ordem de grandeza: de 35 m/min. com os aços rápidos para 250 a 300 m/min.com os metais duros. O advento desta classe aconteceu no final da década de 20, na Alemanha, quando Karl Schröterconseguiu produzir em laboratório WC em pó pela primeira vez. A mistura deste pó principalmente com o cobalto, também em pó. trouxe ao mercado, na década de 30, um dos mais fantásticos grupos de materiais de ferramentas de corte: o metal duro.

A grande aplicação dos metais duros, que são fabricados pro processo de metalurgia do pó, se deve ao fato deles possuírem a combinação de resistência ao desgaste, resistência mecânica e tenacidade em altos níveis.

TIPOS DE TRATAMENTOS DE SUPERFÍCIE

Existem diversos tipos de tratamentos aplicáveis aos metais e todos têm o intuito de deixá-los com as características adequadas a aplicação que possa vir a receber.

Estes são os tipos de tratamentos térmicos que encontramos na indústrias.

AUSTÊMPERA

Este tratamento térmico é composto de aquecimento até a temperatura e austenitização, permanência nesta temperatura até completa equalização, resfriamento rápido até a faixa de formação da bainita, permanência nesta temperatura até completa transformação. Utiliza-se para peças que necessitam de alta tenacidade (efeito-mola).

Figura 1 - Curva de transformação para o processo de austêmpera de um aço.

AUSTENITIZAÇÃO

A austenitização consiste na transformação da estrutura da matriz existente em estrutura austenítica através de aquecimento. Pode ser parcial (aquecimento dentro da faixa de transformação) ou completa (aquecimento acima da faixa de transformação).

BENEFICIAMENTO

Este tratamento térmico é composto de têmpera seguida de revenimento, em temperatura adequada, destinado a obtenção de maior tenacidade