Revista Industrial Heating - Jan a Mar/2013 by SF Editora

Jan a Mar 2013

www.revistaIH.com.br/receba-gratis

Fusão de Alumínio por Imersão p.72 Robô de Vídeo Inspeção em Fornos p.53 Microestrutura para Facas - Parte II p.56 Dicas para Revestimento Refratário p.63 Tratamento Térmico de Alumínio p.65 Cerâmica para Não-Ferrosos p.70 Aprimoramento da Superfície p.76

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REDUÇÃO DE EMISSÕES E RECUPERAÇÃO DE ENERGIA

TRATAMENTO DE GÁS DE EXAUSTÃO

MODERNIZAÇÃO EM TEMPO RECORDE O que iniciou como um “pequeno” pedido transformou-se na substituição completa da seção do forno de aquecimento de uma linha de recozimento contínua da planta Kessales (perto de Liege, na Bélgica) da siderúrgica ArcelorMittal, o maior grupo produtor de aço do mundo. O pedido inicial era para uma modernização gradual durante três anos do sistema de aquecimento da linha de recozimento contínua com capacidade de 650.000t/ano e mais de 25 anos de existência. A intenção era modernizar a linha com a utilização de queimadores / tubos radiantes (Inconel 601) tipo RECOTEB duplo-P, desenvolvidos pela EBNER. Ao iniciar os trabalhos, percebeu-se que o forno não estava em condições de esperar os três anos e deveria ser trocado de imediato. Começou assim uma corrida contra o relógio para a troca do forno em módulos, em um prazo máximo de parada da linha para o cliente de somente 39 dias. Os seis novos módulos de 40t cada um, com um total de

203 tubos radiantes duplo-P, foram substituídos um a um, utilizando-se apenas a caixa de rolos e os rolos do forno antigo. Toda a tubulação foi trocada, inclusive oito novos sopradores de ar de combustão e outros componentes. A nova linha entrou em operação em Dezembro de 2011, exatamente 39 dias após a parada para a troca. Em adição a melhor eficiência (76%) com emissão reduzida de NOx (190 mg/m3 com 4% de traços de oxigênio no gás), foi utilizado um dos últimos desenvolvimentos da EBNER: um modelo especial de computador para facilitar o controle. Graças a ele, a planta opera automaticamente: tempos e velocidades são calculadas baseados na espessura, largura e qualidade do material da tira. Com a finalização do projeto, o cliente economiza cerca de 35% de energia a partir de gás natural, 30% de atmosfera de processo (95% N2, 5% H2). Com custos atuais de energia, o retorno sobre o investimento será em aproximadamente 3 a 4 anos.

Instalações de Tratamento Térmico para Aço, Alumínio e Ligas de Cobre

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Janeiro a Março 2013 • Número 18

CONTEÚDO

Na Capa:

A foto apresenta uma resistência de imersão de SiC com tubo de proteção de Nitreto de Silício em um banho de Alumínio.

Controle de Processo e Instrumentação

Inspeção por Vídeo em Altas Temperaturas

Kirby Kolek - CASKOL, LLC; Massillon, Ohio, EUA As atuais exigências para o tratamento térmico estão rigorosas. Todo o dinheiro gasto com manutenção pode ser um desperdício se não houver um pensamento cuidadoso para o entendimento do projeto, do equipamento e da extensão dos reparos. A manutenção preventiva é o ponto de partida, pois ela maximiza o tempo de produtividade. E a utilização de um programa de manutenção bem planejado resulta em uma melhor confiabilidade do equipamento e em uma melhoria no controle do processo e repetibilidade.

Metalografia

Análise Microestrutural do Tratamento Térmico dos Aços para Facas Industriais Planas e Circulares de Corte a Frio de Chapas de Aço - Parte 2

Eliana B. M. Netto - Menegon Assessoria Empresarial; Francisco Arieta - Schmolz-Bickenbach do Brasil; São Paulo, SP É apresentado um estudo sobre a dureza e tenacidade ao impacto após tratamento térmico em forno a vácuo do tradicional aço ferramenta de alto cromo similar a norma AISI D2 , e dois aços ferramentas de última geração e outro aço produzido por metalurgia do pó.

Refratários

Cinco Dicas para se Atingir a Eficiência no Revestimento Refratário de Fornos Steve Chernack - Morgan Thermal Ceramics; Augusta, Georgia, EUA

A eficiência do revestimento refratário dos fornos é a chave para a redução dos custos de manutenção como um todo e para assegurar que os equipamentos funcionem corretamente, sem perdas de receita injustificáveis devido a tempos excessivos de parada.

ÍNDICE DE ANUNCIANTES Página

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Página

Air Products do Brasil

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Durferrit do Brasil Química

Empresa

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Website

Alloy Engineering Company

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Durr Brasil

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Brasar Tratamento Térmico

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EBNER Industrieofenbau

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Blucher

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Energitec Combustão Industrial

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Busch do Brasil

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Eurothermo

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Citycorp

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Fimmepe

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First Fornos

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ForgeFair

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2ª Capa Contemp 23

Delphi Automotive Systems do Brasil www.delphi.com

6 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Janeiro a Março 2013 • Número 18

CONTEÚDO

Tratamento Térmico de Não Ferrosos

Tratamento Térmico Automatizado de Componentes Estruturais Automotivos Leves de Alumínio Tim Donofrio - Can-Eng Furnaces International, Ltd.; Niagara Falls, Canadá Desde a a crise do petróleo no início dos anos 70, os fabricantes automotivos têm integrado novas

tecnologias aos matériais leves e componentes para a redução do consumo de combustível em seus veículos.

Cerâmicas e Refratários / Isolamento

Cerâmicas Industriais Fornecem Soluções para Aplicações de Alta Temperatura Bill Bolt - Ceramic Solutions, Inc.; Conroe, Texas, EUA A maioria das pessoas está ciente da importância que as cerâmicas têm nas indústrias de processamento de cerâmica e metal a altas temperaturas. Neste artigo, vamos rever alguns detalhes e discutir

algumas especificidades da indústria de metais não ferrosos.

Fusão, Conformação e União de Não Ferrosos

Resistência de SiC e Tubo de Nitreto de Silício Integrados para Banho em Alumínio Fundido

Mitsuaki Tada - Tokai Konetsu Kogyo Co., Ltd.; Sendai, Japão O nitreto de silício tem muitas características excelentes, tais como alta resistência, elevada resistência mecânica à fratura, alta capacidade de isolamento elétrico e boa condutividade térmica. Este artigo descreve um aquecedor de carbeto de silício (SiC) combinado com um tubo de proteção de nitreto de silício, como um único aparelho para o aquecimento de alumínio fundido.

Vácuo / Tratamento de Superfície

Plasma, Nitretação a Gás e Nitrocarbonetação para Componentes de Engenharia e Ferramentas de Conformação de Metais

E. Rolinski, T. Damirgi e G. Sharp - Advanced Heat Treat Corp; Monroe, Michigan, EUA Os métodos termoquímicos, como a nitretação a gás ou a plasma, permitem melhorias das propriedades relativas ao desgaste, corrosão e fadiga em aplicações mais severamente carregadas (mecanicamente e / ou quimicamente), sem causar quaisquer mudanças nas dimensões dos objetos tratados.

ÍNDICE DE ANUNCIANTES Página

Empresa

Website

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Página

Empresa

Website

Nitrion

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Intermach

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Pyromaitre

www.pyromaitre.com

Ipsen

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Rolled Alloys

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SDS Plasma

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Jamo Equipamentos

4ª Capa Keratech

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3ª Capa Seco/Warwick

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Mac & Tools

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SMS Elotherm

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Termotech

www.termotech.tmp.br

Thermojet

www.thermojet.com.br

Ultraterm

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Metaltrend

www.metaltrend.com.br

Moldes

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Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 7

CONTEÚDO COLUNAS

Editoriais

40 Mobilidade Urbana

Bicicleta, Cidadania e Sustentabilidade - Parte 2

Por Reed Miller - EUA

Por João Carmo Vendramim

Como eesta edição tem como foco os não ferrosos, é feita uma análise sobre a relação do mercado com enfâse no alumínio.

A população mostra interesse em encontrar alternativas de mobilidade de baixo custo, eficiente, saudável e sustentável.

Indicadores Otimistas

Por Udo Fiorini - Brasil

42 Pesquisa e Desenvolvimento Novo!

Notícias sobre Metais Leves

Os indicadores do mercado de tecnologias térmicas apontam para um futuro promissor.

30 Pioneiros

O Estado da Arte da Pesquisa Industrial na Área dos Fabricantes de Autopeças

Por Fred Woods de Lacerda

Com o lema "Quem conhece o passado, entende melhor os problemas do presente", trazemos a importância da PI.

Fernando Lummertz

Criador da "Revista Aquecimento Industrial", primeira publicação direcionada para as tecnologias térmicas no Brasil.

32 Web 2.0 Novo!

Redes Sociais Digitais: são Assunto da Indústria?

Por Wagner Aneas

A internet é a melhor opção para uma empresa ganhar visibilidade no mercado. Mas ela está sendo usada corretamente?

34 Meio Ambiente e Segurança

Riscos de Incêndio com Óleo de Têmpera em Tratamentos Térmicos/Termoquímicos

44 Siderurgia

O Santo Graal Siderúrgico: Direto do Aço Líquido ao Produto Final

Por Antonio Augusto Gorni

A otimização e produtividade tornou a “fundição próxima do produto final” um dos objetivos da metalurgia moderna.

45 Universo Empresarial

Administração do Tempo - Parte 1

Por Eliana B. M. Netto

Tempo é vida. Mas apesar disso, pouca atenção se dá ao seu uso adequado.

Por Antonio Carlos Gomes

A intenção desta coluna é apresentar os riscos presentes em uma instalação típica para profissionais relacionados ao setor.

36 Metalografia

46 Manual do Tratamento Térmico

Metalografia de Ligas de Alumínio de Fundição

Por Berenice Anina Dedavid

Ligas de alumínio de fundição são utilizadas na fabricação de peças para a indústria automotiva, náutica e aeronáutica.

39 Metalúrgia do Pó

Por Carlos Eduardo Pinedo

50 Doutor em Tratamento Térmico

A Metalurgia do Pó no seu Dia a Dia

Por Fernando Iervolino

Pão, armação de óculos e uma serra elétrica. O que estes produtos tem em comum? A técnica da Metalurgia do Pó.

Nitretação sob Plasma - Fundamentos e Aplicações Parte III - Nitretação, Nitrocarburação e Nitretação sob Plasma a Baixa Temperatura Aplicada ao Aço Inoxidável Austenítico AISI 316L

Cementação por Atmosfera a Gás: Estudos de Caso, Lições Aprendidas - Parte 2 Por Daniel H. Herring

Conheceremos os problemas encontrados nos tratamentos térmicos e soluções implementadas para obter o sucesso.

DEPARTAMENTOS 06 Índice de Anunciantes 10 Opinião 16 Eventos 17 Produtos

27 ABM - Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração 28 CSFEI - ABIMAQ - Câmera

22 Novidades da Indústria

Setorial de Fornos e Estufas

25 Indicadores Econômicos

Industriais da Associação

26 SAE Brasil

Brasileira de Máquinas

8 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

800.000 T/ANO DE AÇO PARACONTEÚDO CONSTRUÇÃO 72.000 T/ANO MENOS EMISSÃO DE CO2 1 EQUIPAMENTO DE INDUÇÃO ACIARIA E LINGOTAMENTO CONTÍNUO LAMINADOR DE AÇOS LONGOS

Tung Ho Steel, de Taiwan, estabeleceu novos padrões com a construção de sua Minimill para aço de construção civil. O diferencial: a nova Minimill incluí um lingotamento continuo fornecido pela SMS-Concast, um Laminador de aços longos SMS-MEER não necessitando de fornos convencionais de aquecimento. Em seu lugar foi integrado um aquecimento indutivo. Graças ao inovador conceito energético da Elotherm deixam de ser emitidos anualmente no meio ambiente 72.000 t CO2, 410 t SO2 e 225 t de NOx.

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Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 9

Opinião

Out a Dez 2012

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Têmpera por Indução Um Guia Rápido p.60 Resistências de Ni Baixa Liga p.46 Revestimento DLC a 200°C p.49 Economia com Elementos de SiC p.52 Fluidos de Têmpera Vegetais p.55

A revista esta ótima, parabéns. Silvio Sousa | Gerdau

› Receba Grátis

Somente elogios pelas matérias ali contidas e principalmente pela excelente apresentação e edição.

› Newsletter

Mateus Salzo | EDG

A revista é bastante rica de informações técnicas de elevado nível. Walter Cassete | RHI AG

Notícias:

A maior e mais conceituada publicação da indústria térmica www.revistaIH.com.br • www.industrialheating.com

› Última edição Gostaria de transmitir meus elogios para os artigos do Udo, sobre Fred Lacerda, do Gorni e do Vendramim. Também excelente o artigo do Pinedo. Jorge Kolososki | FEI

Para nós metalurgistas é de grande interesse pois os temas abordados são muito interessantes, como na questão de gestão de pessoas também. José Enrique Gonzalez Martinez | Chris Cintos

As matérias desta edição estão ótimas, principalmente a sobre segurança em fornos de atmosfera controlada. Felipe Tonietto | TecnoHard

Excelentes artigos. Parabéns.

Tenho usado esses artigos para fins didáticos durante meu curso de tratamentos térmicos. Tem sido muito úteis.

Antonio Carlos Pires | HI - Hurth Infer

Lauralice Canale | USP - São Carlos

Muito boa a revista.

Como sempre muito bem feita e atualizada! Sérgio Alano | Alano Metais

Como já ocorre tradicionalmente, correspondeu plenamente às minhas expectativas. Luiz Roberto Hirschheimer | Hirschheimer Serviços

A revista é bem interessante, mas particularmente gostei da matéria sobre a Têmpera por Indução. Rafael Baratto | Eurothermo

A revista está ótima.

Paulo Roberto Mei | UNICAMP

Achei muito interessante o artigo sobre Óleo de Têmpera. José Carlos do Nascimento | SIFCO

Excelente o projeto gráfico, as matérias, agradável de ler e de consultar. Wagner Branco | Zetec Ambiental

Está excelente. Wanderlei Gomes | Guarutemper

Excelentes matérias e artigos, como sempre.

Elisandro Ávila | Avitech Aquecimento

Ricardo Sanchez | Multi Alloy

A revista por sinal muito interessante muito gratos pelo vosso envio.

Agradecemos o envio do exemplar, que foi muito apreciado.

Victor Hogan | Normatic

Huberto De Marchi Gherini | Elcomp

10 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

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› Como entrar em contato com a revista Industrial Heating Envie suas dúvidas, opiniões e sugestões sobre o conteúdo desta edição para o e-mail IH@revistaIH.com.br. Entre em contato, a Industrial Heating valoriza o que você pensa!

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Editorial Reed Miller, Editor Associado | +1 412-306-4360 | reed@industrialheating.com

Notícias sobre Metais Leves

esta edição temos o nosso foco em não ferrosos, de modo que este editorial se concentrará principalmente no alumínio. Com a conferência de apresentação de resultados do ano de 2012 da Alcoa, em 08 de Janeiro último, vamos destacar algumas notícias dela, juntando e passando adiante algumas outras notícias recentes sobre metais leves. Assim como vai a Alcoa, assim vai o alumínio. A reunião parecia conter notícias melhores do que no ano passado, apesar dos resultados financeiros para 2012 terem sido baixo. A renda da Alcoa em 2012 foi de USD 191 milhões em comparação a USD 614 milhões em 2011. A diferença foi devido, principalmente, à queda de 12% no preço realizado do alumínio, o que equivale a cerca de USD 1 bilhão em impacto no mercado. A Alcoa considera que o preço do alumínio esteja agindo essencialmente como um commodity e esteja seguindo as tendências econômicas gerais. A graça salvadora de 2013 foi o investimento de USD 1,3 bilhão em melhorias de produtividade e despesas gerais, o que ajudou a empresa a alcançar um resultado positivo nos lucros do final do ano 2012. O ano fiscal da Alcoa não segue o calendário. As expectativas da Alcoa para 2013 incluem um crescimento de demanda de 7% para o alumínio mundial, o mesmo que foi previsto no ano passado para 2012. O segmento aeroespacial cresceu 13-14% em 2012 e um crescimento de 9-10% é esperado em 2013. Enquanto a incerteza orçamentária pode afetar as despesas relacionadas ao setor aeroespacial, o CEO da Alcoa, Klaus Kleinfeld, indicou que há uma reserva de produção de oito anos para as aeronaves. O crescimento na área automotiva foi de 16-17% em 2012, mas uma variação praticamente nula de 0-4% é esperada em 2013. Kleinfeld fez menção ao projeto conjunto com a Saudi Arabian Mining, que viu seu primeiro metal fundido em 12 de dezembro de 2012 e deverá produzir 250.000 toneladas por ano. Uma notícia recente indicou que a Alcoa foi premiada pela Siemens com um contrato de longo prazo para fornecer as lâminas e pás para uma ampla gama de turbinas industriais a gás para serviços pesados. A Siemens indicou que estas “lâminas e pás operam na seção mais demandada da turbina, em que as temperaturas por vezes excedem o ponto de fusão do fundido e a velocidade de rotação excede a velocidade do som. A tecnologia da Alcoa mantém os fundidos trabalhando de forma ideal”. Em Dezembro foi também anunciado que a Alcoa Wheel and Transportation abriu uma fábrica de rodas forjadas em Suzhou, China. Mesmo que estas rodas tenham sido comercializadas no mercado chinês por oito anos, esta é a primeira fábrica localizada no país. Forjados continuarão a ser produzidos em uma das outras quatro fábricas, incluindo Cleveland, Ohio, nos EUA e exportados para a China para usinagem e acabamento. Em novembro, o veículo elétrico Tesla Modelo S, totalmente produzido em alumínio, foi nomeado carro do ano 12 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

2013 pela Automobile Magazine. A Alcoa parabenizou a Tesla em sua realização. O Modelo S acelera de 0 a 96 km/h em 5,6 segundos. Foi esse desempenho que conquistou o pessoal da Automobile. A Tesla está claramente distante da produção em massa com o Modelo S, mas todos estão esperando que este sedan esportivo americano totalmente elétrico seja um sucesso. No final de Outubro, a General Motors informou que estão testando um processo de conformação térmica pioneiro (450°C) e um tratamento de resistência à corrosão patenteado para folhas metálicas leves de magnésio que vai permitir a maior utilização de alternativas de alta resistência ao aço e alumínio. O magnésio pesa 33% menos que o alumínio, 60% menos que o titânio e 75% menos que o aço. A redução do peso dos veículos é um dos principais meios de melhorar a economia de combustível. Durante o teste, uma tampa do porta-malas traseira produzida com magnésio resistiu a 77.000 batidas robóticas e impactos de 250 kg sem problemas. Parece que o cobre pode ter um bom ano em 2013. A China consome 40% de cobre mundial. Tão recentemente quanto no verão passado, parecia haver uma fonte extra por lá, o que não era bom para os produtores de cobre. Em novembro, porém, a China estabeleceu um novo recorde mensal de importação do metal vermelho. Esta é obviamente uma boa notícia para os produtores de cobre do mundo. O último pensamento para o nosso editorial sobre não ferrosos envolve a reciclagem de alumínio. É uma coisa boa que a demanda global de alumínio projetada seja de até 7%, certo? A crescente demanda de produção/atividade indica o crescimento econômico. Em Outubro, li um artigo escrito a partir da perspectiva dos ambientalistas estudou o ciclo de produção do alumínio, e concluiu-se que, independentemente de quanto a indústria recicla, não se pode reduzir as emissões de gases de efeito estufa o suficiente para atender as metas de redução para 2050 impostas por ambientalistas, lembrando que a administração Obama apoia a implementação de um programa de criação de limites para as emissões de gases [cap-and-trade] baseado em mercado para estimular o crescimento da economia de baixo carbono e reduzir as emissões de gases de efeito estufa para 83% abaixo dos níveis de 2005 até 2050. Sua conclusão final é que a única maneira de reduzir as emissões da indústria de alumínio é reduzindo a produção. E tudo isso é baseado em em uma ciência questionável, ou até mesmo, falha. Nós esperamos que nossos amigos da indústria do alumínio estejam tomando nota de que não importa quão verde você tente se tornar, os ambientalistas não estarão felizes até que seu negócio sofra uma retração. Isso certamente não é bom para a indústria do alumínio, para a nossa economia ou para os consumidores. IH

Reed Miller EUA

Editorial Reed Miller, Editor Associado | +1 412-306-4360 | reed@industrialheating.com

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Editorial Udo Fiorini, Editor | 19 9205-5789 | udo@revistaIH.com.br

Indicadores Otimistas

cada edição fazemos a nossa pesquisa referente à tendência dos indicadores do mercado de tecnologias térmicas. Através de questionários enviados e preenchidos por leitores envolvidos com a produção e venda de equipamentos, componentes, insumos e serviços, planilhamos as respostas e as apresentamos em gráficos em cada edição da revista Industrial Heating desde 2011, na seção Indicadores Economicos. Estamos agora em condições de avaliar o histórico ao longo deste tempo. As respostas informam a evolução, positiva ou negativa, do número de consultas e pedidos recebidos, da carteira de pedidos e qual o panorama previsto em um futuro próximo. Cada gráfico tem como referência a linha zero, que foi o ponto de partida, com a primeira pesquisa servindo como referência. Agora, analisando os quatro quadros, percebemos que apesar dos constantes sobe e desce da linha que une os pontos do gráfico, apenas uma vez dentro do período pesquisado os números passaram para o lado negativo. Isto foi no período Julho a Setembro de 2011, reflexo do momento em que o próprio Ministério da Fazenda, em seu estudo Atividade Econômica, concluiu que a “Economia brasileira desacelera no 2° trimestre de 2011”. Naquela época, os nossos leitores noticiavam que o numero de consultas havia baixado ao ponto -0,8. O número de pedidos havia chegado ao patamar de -1,1. A carteira de pedidos a -0,1. Otimistas mas nem tanto, os leitores vislumbravam o ponto 0,0, quando questionados quanto ao comportamento do mercado no futuro próximo, considerando os números negativos em que estavam operando. A partir daí, os números apresentaram melhora significativa até hoje. Somente voltou ao patamar negativo no período Abril a Junho 2012, com o quadro de Número de Pedidos apresentando o índice -0,2. Este havia sido o mesmo quadro que registrou o pior índice até então, de -1,1 no período de Julho a Setembro de 2011. Agora, apresenta um número mais interessante, de 0,7. Mas o que mais chama a atenção EQUIPE DE EDIÇÃO BRASILEIRA S+F Editora (19) 3288-0437 - ISSN 2178-0110 Rua José Martins, 1549 - Sobreloja - Campinas/SP www.sfeditora.com.br - www.revistaIH.com.br Udo Fiorini - Editor udo@revistaIH.com.br • (19) 9205-5789

Sunniva Simmelink - Diretora Comercial sunniva@revistaIH.com.br • (19) 9229-2137

Luiz José Tonelli Prendin - Diagramação luiz@revistaIH.com.br

nos indicadores apresentados nos gráficos desta edição é o referente ao futuro. Ele apresenta pela primeira vez um número significativamente alto, de 2,7. O mesmo indicador era 0,7 no período de Julho a Setembro de 2012. Qual o motivo deste otimismo, se no mesmo período o indicador do número de pedidos estava em 0,7, o de consultas em 1,6 e o de carteira 0,6? A pesquisa foi realizada no início de Fevereiro deste ano. Sondagem feita pela CNI, Confederação Nacional da Indústria diz que há otimismo. Como publicado pelo Valor Econômico de 29 de Janeiro, a indústria elevou o otimismo em relação à demanda nos 6 meses seguintes à pesquisa. O indicador de expectativa medido pela CNI havia subido de 54,6 pontos em Dezembro de 2012 para 58,4 pontos em Janeiro. Será reflexo dos programas criados pelo governo federal do final do ano passado, como por exemplo o Inovar Auto? Neste sentido, temos mais um programa, e desta vez envolvendo diretamente a indústria. Em 14 de Março foi apresentado o plano Inova Empresa, um pacote de estímulo do governo federal e que prevê recursos de quase R$ 33 bilhões de reais com o objetivo de elevar o índice de inovação tecnológica, a competitividade e a produtividade da indústria nacional. No mesmo programa foi apresentado o desenho final da criação da EMBRAPII, Empresa Brasileira para Pesquisa e Inovação Industrial, que já está operando em fase de testes desde Outubro de 2011, devendo tornar-se uma “Embrapa da indústria”. Nós já estamos dando a nossa contribuição. Como prometido, estreia nesta edição a coluna Pesquisa e Desenvolvimento, sob a tutela inicial de Fred Lacerda. Ele deve trazer luz justamente aos objetivos deste plano do governo, que não é a primeira vez que é apresentado. Outra estréia é a coluna do Wagner Aneas “Web 2.0”. IH Boa leitura!

Udo Fiorini Brasil

Doug Glenn - Diretor de Núcleo +1 412-306-4351 • doug@industrialheating.com

EDIÇÃO E PRODUÇÃO NOS EUA Reed Miller Associate Publisher/Editor–M.S. Met. Eng., reed@industrialheating.com • +1 412-306-4360 Bill Mayer - Editor Associado, bill@industrialheating.com • +1 412-306-4350 Beth McClelland - Gerente de Produção, beth@industrialheating.com • +1 412-306-4354 Brent Miller - Diretor de Arte, brent@industrialheating.com • +1 412-306-4356

ESCRITÓRIO CORPORATIVO NOS EUA

REPRESENTANTE DE PUBLICIDADE NOS EUA

Manor Oak One, Suite 450, 1910 Cochran Road, Pittsburgh, PA 15220, EUA • Fone: +1 412-531-3370 • Fax: +1 412-531-3375 • www.industrialheating.com

Kathy Pisano - Diretora de Publicidade kathy@industrialheating.com +1 412-306-4357 - Fax: +1 412-531-3375

14 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

DIRETORES CORPORATIVOS Edição: John R. Schrei Estratégia Corporativa: Rita M. Foumia Tecnologia da Informação: Scott Krywko Produção: Vincent M. Miconi Finanças: Lisa L. Paulus Criação: Michael T. Powell Guias: Nikki Smith Recursos Humanos: Marlene Witthoft Conferências e Eventos: Scott Wolters Pesquisa: Beth A. Surowiec A opinião expressada em artigos técnicos ou pelos entrevistados são de responsabilidade dos autores e não refletem necessariamente a opinião dos editores.

Editorial Udo Fiorini, Editor | 19 9205-5789 | udo@revistaIH.com.br

Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 15

Eventos

Abril

Julho

15-18 ForInd Nordeste - Feira de Fornecedores Industriais - Centro de Convenções de Pernambuco, Olinda, PE www.forindne.com.br

30-02 68° Congresso ABM Internacional - ExpoMinas- Belo Horizonte, MG - www.abmbrasil.com.br

16-20 Automec - Feira Internacional de Autopeças, Equipamentos e Serviços - Pavilhão de Exposições do Anhembi - São Paulo, SP - www.automecfeira.com.br

14-17 Ferramental - Expotrade Convention Center - Pinhais, Curitiba - http://www.feiraeletron.com.br/

Maio

01-03 Tubotech - Centro de Exposições Imigrantes - São Paulo, SP - www.tubotech.com.br

29-02 EMAQH - Exposición Internacional de la Máquina Herramienta - Buenos Aires - Argentina - www. emaqh.com

Junho 03-08 FEIMAFE - Feira Internacional de Máquinas,

Ferramentas e Sistemas Integrados de Manufatura -

Agosto

Outubro

01-04 Corte e Conformação de Metais - Pavilhão Verde e Branco São Paulo, SP - arandanet.com.br/eventos2013/ccm/index.html

Anhembi - São Paulo, SP- www.feimafe.com.br

09-11 SENAFOR - Centro de Eventos AMRIGS - Porto Alegre, RS www.senafor.com

18-21 Mac & Tools - Centro de Convenções- Goiânia, GO www.feiramactools.com.br

15-18 FENAF - Feira Latino-Americana de Fundição Expo Center Norte - São Paulo, SP - www.fenaf.com.br

18-21 COTEC - Conferência sobre Tecnologia de Equipamentos - Enotel - Porto de Galinhas, PE www. abendi.org.br/coteq

29-31 Termotech - Centro de Exposições Imigrantes - São Paulo, SP - www. termotech.tmp.br

26-28 22º Congresso Brasileiro do Aço & Expoaço Transamérica Expocenter - São Paulo, SP - www.expoaco.org.br

12-15 IFHTSE - International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering - Munique, Alemanha - www.ifhtse.org

16 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

2014 - Maio

Produtos

Forno Tipo Câmara

Queimadores

Aichelin Group

Avitech Aquecimento Equipamento universal e flexível indicado para pequenas e médias capacidades. Beneficiamento, cementação com têmpera, carbonitretação, recementação, têmpera, normalização, nitretação ciclo curto, nitretação ciclo longo e oxida-

ção com vapor. www.aichelin-astt.com.br

Plataforma de Medição de Energia Elétrica

Os queimadores Ecostar com alta tecnologia produzidos com os mais rigorosos processos de controle de qualidade a fim de proporcionar alta eficiência respeitando o meio ambiente. Possuem seu corpo inteligente fabricado emmicroscopia alumínio, projetado para ter fácil acesso a todos os componentes proporcionando um trabalho de manutenção, regulagem e limpeza do queimador mais rápido e fácil. Com potência de 17.200 Kcal/h até 3.500.000 Kcal/h. CMT www.avitechaquecimento.com.br

CLEMEX

Solução modular em ensaio de micro dureza

Itron O sistema AURUM OpenWay® da Itron fornece uma plataforma para proteção de receita para o mercado de energia elétrica, apresentando flexibilidade e funcionalidades de medição avançada que o caracterizam como uma solução de Smart Grid. Com um projeto modular e flexível, utiliza uma rede RF Mesh altamente robusta para as necessidades atuais e futuras. A solução AURUM OpenWay é um importante aliado da concessionária nos esforços para redução das perdas, como também uma peça importante na migração do sistema de distribuição para o SmartGrid. www.itron.com

Ensaio Automático de Micro Dureza Clemex Microscopia Inteligente Solução Automática, modo demodulares ensaio CLEMEX Apara linha de sistemas Knoop ou Vickers

para ensaios de micro dureza “Knoop” e > Resultados precisos “Vickers” série CMT® tem eficiência com> Medicões reprodutíveis provada em campo permitindo bom desempenho dena ensaio. É compatível com > Facilidade obtenção de penetrações normas internacionais como: ASTM E-384 e DIN/ISO 6507. O sistema provido commúltiplas dois penetradores aumenta aEnsaio produtividade do dureza laboratório Automático de Micro > Tabelas para de escalas de tanto para Adureza linha de sistemas modulares CLEMEX para poisconversão permite efetuar medições “Knoop” como “Vickers” dureza ensaios de micro dureza “Knoop” e “Vickers” série CMT® convertidos é uma solução eficiente quando cujos resultados obtidos podem ser rapidamente pelo apli> Versátil padrão de ensaio se deseja resultados coerentes e reprodutíveis. cativo proprietário em dados de escala “Rockwell” evitando-se, assim, a Sua eficiência foi sobejamente comprovada em > Revisão instantânea campo permitindo excepcional desempenho de necessidade do emprego de de dois aparelhos independentes. dados estatísticos ensaio se tornando assim totalmente compatível www.clemex.com com normas internacionais como: ASTM E-384 e > Flexível gerador de relatórios

DIN/ISO 6507. Produtividade O sistema provido com dois penetradores aumenta consideravelmente a produtividade do laboratório pois, permite em se efetuar medições tanto para

Aquecimento do tamanho da sua necessidade

dureza “Knoop” como “Vickers” cujos resultados obtidos podem ser rapidamente convertidos

Modelo EURO 200

pelo aplicativo proprietário em dados de escala “Rockwell” evitando-se, assim da necessidade do

Equipamento de Têmpera por Indução com Estação de Trabalho Dupla sendo uma Vertical entre pontos para comprimentos de pinos e eixos de até 2000mm e diâmetro máximo de 200mm com camada de têmpera entre 1,0 a 3,5mm e Mesa Giratória para tratamento de engrenagens e rodas de até 1000mm de diâmetro.

emprego de dois aparelhos independentes.

*Consulte nosso Departamento Técnico para projetos especiais.

Tel/Fax 55 (47) 3375•0135 diretoria@eurothermo.ind.br | www.eurothermo.ind.br Corupá | Santa Catarina Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 17

Produtos

Conector para Àreas Classificadas

DSR - Dispositivo de Segurança e Retenção

Co- ester Automação O conector Hot Disconnect é um produto certificado para utilização em áreas classificadas. Permite a conexão/desconexão a quente, sem desligar a rede e sem a necessidade de abertura do invólucro. O conector apresenta total vedação à água mesmo sob imersão, e sua carcaça feita em liga de alumínio Copper Free é própria para áreas com grande salinidade. Além disso, substitui as caixas de derivação em campo, sendo facilmente instalado. Não requer configuração, é opticamente isolado e apresenta Zero Stub Lenght (Profibus-DP/DPV1). www.coester.com.br

Dinnil Indústria de Isolante Térmico Dispositivo de segurança para a proteção e segurança do pessoal nas áreas de trabalho, produção e circulação. Aplicações principais: retenção das mangueiras em serviços perigosos como hidrojateamento, produtos químicos, petroquímicos, siderurgias, portuária, prensas, injetoras e sopradoras de pláticos de alumínio, zamak, testes de pressão, tratores, ar comprimido, evitando graves acidentes, no caso de soltura da mangueira da conexão, ocasionados por chicoteamento e fluidos quentes e agresivos. www.dinnil.com.br

Forno Tipo Campânula com Aquecimento a Gás GLP/GN Combustol Forno próprio para tratamento térmico de aço e suas ligas podendo atender de revenimento ate solubilização de aço carbono ou aço inox em peças fundidas ou forjadas. O sistema de combustão propocina economia de gás e energia com baixo custo de manutenção. Os queimadores são de fabricação com tecnologia nacional com assistência técnica 24 horas. www.combustol.com.br

Pastas para Solda-Brasagem

Válvulas Solenoides para Linha de Gás Natural ou GLP

Grupos Geradores Automáticos e Manuais

Conai

Germek Equipamentos Equipamento produzido para integrar-se à um sistema ininterrupto de energia, de aplicação industrial, predial e hospitalar; projetado com as características de sua rede de energia elétrica e seus tipos de cargas (origens de consumo). São compostos por motor a diesel estacionário acoplado a um gerador tipo Brushless WEG ou Bambozzi e montados sobre base fixa, móvel ou carenado. www.germek.com.br

São da marca Kromschroeder. De fácil montagem, são destinadas para aplicações que utilizam gases combustíveis como fornos, caldeiras, estufas. O design do seu corpo permite a instalação de acessórios como pressostatos, aparelho para teste de estanqueidade, manômetros e válvulas pilotos. Estas válvulas podem operar com pressões de entrada de até 500 mbar e são fornecidas com um led azul que indica quando a válvula está energizada. Estão disponíveis em versões com diâmetros de Rp ½” até DN 125, com abertura lenta ou rápida com fechamento rápido (por mola) e com tensão de alimentação em 24 Vcc, 110Vca ou 220 Vca. Além disto, possuem ajuste de vazão incorporado e grau de proteção IP 65. www.conai.com.br

Controlador Contemp O controlador de tempo e temperatura C454 possui uma entrada analógica configurável por software, para medição de diversos tipos de sensores de temperatura. Saídas configuráveis por software permitem controlar e monitorar os mais variados tipos de processos e equipamentos. Provido das funções rate e timer, o controlador permite ao usuário criar um perfil térmico para o processo na configuração ‘uma rampa, um patamar’. www.contemp.com.br

18 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Durferrit As pastas de cobre e bronze da Durferrit destinam-se à brasagem de determinados materiais ferrosos em fornos com atmosfera redutora, e apresentam características de fluidez e resistência mecânica, aliadas a um baixo custo operacional. A empresa também desenvolve outros tipos de pastas de brasagem com metais ou ligas diferentes. www.durferrit.com.br

Autotransformadores Trifásicos para Partida de Motor Minuzzi Transformadores Utilizados na alimentação de circuitos para alimentação de motores, montados com chaves compensadoras. Através da ligação do conjunto chave compensadora, o autotransformador em série alimenta o motor, com tensão reduzida em suas bobinas e após o motor ter acelerado, elas voltam a receber tensão nominal. Possuem autotransformadores trifásicos com potências (CV/HP) e tensões conforme especificação; redução da corrente nominal em 42 e 64% do seu valor, em relação a partida direta; dados do transformador na própria etiqueta, com fácil leitura e identificação; construídos e ensaiados individualmente, seguindo normas vigentes; partida leve ou pesada, conforme quantidade de partidas horas e duração em segundo das mesmas. www.transformadoresminuzzi.com.br

Produtos

Fornos de Fusão e Manutenção de Alumínio

Válvula Reguladora de Temperatura (Auto-Operada)

Metaltrend Fornos de fusão e manutenção de alumínio, de pequeno e grande porte, incluindo fornos retangulares, circulares e tipo pera. Capacidade de 10 a 140 ton e taxa de fusão de até 40 ton por hora. Podem ser empregados queimadores regenerativos para redução do consumo de combustível, sistema de basculamento hidráulico para vazamento do alumínio fundido, além de controle automatizado do processo com CLP e sistema supervisório. www.metaltrend.com.br

Richards do Brasil As válvulas MK80 e a MK801 proporcionam um controle preciso, com um set point de -40°C até 232°C e diâmetros de ¼ até 2”. Cvs de 0.0008 até 70, não sendo necessário utilização de uma fonte de energia externa. As válvulas auto-operadas (pressão e temperatura) oferecem respostas ate três vezes mais rápidas do que uma válvula com plug/sede (Globo). www.richardsdobrasil.ind.br

Controlador de Segurança de Chama Aquecedor Indutivo para Rolamentos

Vorah

NTN-SNR Facilita a montagem a quente do rolamento no seu eixo de modo seguro e eficaz sem danificação das peças. São mais seguros, mais limpos e mais rápidos do que os sistemas alternativos de aquecimento. Aparelho leve, portátil e pequeno, ideal para intervenções no local. Concebido para todos os tipos rolamentos de diâmetro de furo superior a 20 mm, de diâmetro externo máximo de 280 mm e de peso máximo de 20 kg. O fornecimento da série com três barras contém uma robusta maleta de transporte e sonda de temperatura; não exige manutenção. Possui luvas de proteção e manual de utilização. www.ntn-snr.com

O M-Séries II da Fireye é um sistema completo de segurança de chama que executa e controla o sequenciamento de ignição do queimador, monitora a chama, controla o desligamento seguro da combustão e toma as ações necessárias em caso de situação não-segura durante a operação de fornos, caldeiras, secadores e demais aplicações com queimadores. Foi projetado para trabalhar em ambientes de queimadores simples não modulares. Possui flexibilidade nas programações para atender diversas aplicações de combustão de óleo e/ou gás, mesmo em demandas específicas, sem deixar de lado as rigorosas normas e certificações internacionais para segurança. www.vorah.com.br

Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 19

Produtos

Sistema de Aquisição e Controle de Dados

Corte por Fio Diamantado

Yokogawa

Quality Control O corte por fio diamantado usando movimento recíproco é uma tecnologia que vem substituindo os métodos clássicos de corte de materiais tanto em laboratório como em linhas de produção. Pode ser usada com sucesso para as mais variadas aplicações em ensaios de avaliação micro estrutural de ligas metálicas, minerais, rochas, vidros, plásticos ou mesmo na obtenção de macro seções de partes e peças em processos de controle e inspeção industrial. Well Diamond Wire Saws dispõe de uma completa linha de máquinas de corte por fio diamantado com movimento recíproco abrangendo modelos de bancada até para peças de grande porte. www.qualitycontrol.com.br

O sistema SMARTDAC é uma nova abordagem para aquisição de dados, alarmes e registro. Com operação por toque na tela, simples e inteligente apresenta medição e histórico de dados de processo com elevado nível de confiabilidade, precisão e acessibilidade. O conceito começa com o novo GX/GP, um sistema integrado de entradas/saídas e gravação de dados, com tela de operação e interface extremamente amigável seguindo os conceitos dos mais modernos Smartfones do mundo. O GX10/GX20 é um registrador sem papel e estação de trabalho que fornece uma operação intuitiva através de uma tela sensível ao toque. Sua arquitetura modular suporta uma ampla gama de módulos de entradas/saídas. Através de um browser (Internet Explorer 6/8), você pode monitorar o GX em tempo real e alterar as configurações. www.yokogawa.com.br

Simulador de Processos de Soldagem Testmat

Oerlikon Balzers Coating Services Os revestimentos BALINIT® têm apenas alguns milésimos de milímetros de espessura, mas são mais duros que o metal duro, resistentes ao desgaste e quimicamente inertes. A condição ideal do revestimento é determinada segundo as condições de utilização e as ponderações do ponto de vista econômico. As espessuras típicas do revestimento variam entre 0.5 µm e 4 µm. Os bordos afiados, os acabamentos de superfície texturizados ou acabamentos polidos, bem como as tolerâncias mínimas de produção mantém-se iguais. www.oerlikonbalzerscoating.com

O Solvi é um ambiente para a simulação de processos de soldagem, treinamento e avaliação de soldadores. É composta por uma mesa de trabalho com um painel de simulação e uma tocha/alicate eletrônica que permite que o usuário solde na tela do simulador do mesmo modo que ele executaria o processo real. O sistema treina o usuário nos procedimentos de soldagem corretos para serem executados em diversas situações. As posições 5G e 6G são simuladas com acessórios especiais. Cada unidade é autônoma e já vem configurada com uma série de exercícios de acordo com as normas técnicas para capacitação dos soldadores. Além da estação também fornecemos o equipamento na versão portátil em maleta especial para transporte. www.testmat.com.br

Fornos Contínuos

Material para Teste de Dureza

Aichelin Brasil Fornos Contínuos com ou sem gás de proteção com tecnologia 100% nacional para diversos tipos de tratamento térmico, tais como cementação, recozimento isotérmico, beneficiamento, têmpera e revenimento. www.aichelin.com.br

Metalprisma A Metalprisma fornece material para consumo metalográfico nas áreas de corte, dureza, embutimento, lixamento e polimento. Para os testes de dureza, os padrões são importados e rastreados com certificação NIST. Possibilidades Rockwell C, Rockwell B, Rockwell A, Vickers, Brinell, Rockwell N e Rockwell T. www.metalprisma.com.br

Forno de Espera e Fusão de Alumínio

Aquecedor Indutivo para Fluidos

Sauder

Brascoelma

Tratamentos Termoquímicos com Revestimentos PVD

Depois de mais de seis mil fornos comercializados na Europa a Sauder traz para o Brasil o forno de espera e fusão de alumínio para injetoras que mais otimiza o consumo de combustível e operação bem como o rendimento metálico. Simples e de baixo custo, sem consumo de cadinhos ou resistências, opera por vários anos com baixa manutenção. Disponíveis nas capacidades de 1000 e 2000 kg. www.sauder.com.br

20 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Isento de emissões poluentes, melhora o uso de energia, aumenta a produtividade e ao mesmo tempo reduz os custos de operação. O calor é gerado por indução eletromagnética nas paredes de uma bobina espiralada constituída de tubos de aço inoxidável. O Aquecedor Indutivo é o equipamento mais compacto, se comparados com outros sistemas de aquecimento de fluidos, permitindo um ganho de espaço físico e grande facilidade de instalação. www.brascoelma.com.br

ESPECIALISTAS EM FABRICAÇÃO POR

70 anos

Por 70 anos, Alloy Engineering foi reconhecida como uma inovadora projetista e fabricante de partes produzidas com metais resistentes à alta temperatura e à corrosão. Nossa equipe de engenheiros irá trabalhar com você para garantir que obtenha o melhor desempenho de cada um dos produtos Alloy Engineering. Independentemente de ser um produto fortemente desenvolvido para operar em alta temperatura ou um acessório mais padronizado, nós fornecemos pontualmente performance excepcional a um preço justo. Máxima capacidade de operação, ciclos mais curtos, tempo de vida mais longo e menor tempo de parada são os resultados de nossas técnicas avançadas de fabricação. Desempenho superior em alta temperatura, vida útil mais longa e resultado financeiro – Quais são as suas expectativas?

1 440.243.6800 www.alloyengineering.com

Novidades

Lançado livro ‘Engrenagens Cilíndricas - Da Concepção à Fabricação’ Publicação preenche lacuna do setor metalmecânico

Norberto Mazzo, referência internacional em sistemas de engrenagens, acaba de lançar o livro de sua autoria Engrenagens Cilíndricas – Da Concepção à Fabricação. Publicado pela Editora Blucher, de São Paulo, o livro de mais de 760 páginas traz uma minuciosa abordagem de todas as etapas da fabricação de engrenagens cilíndricas. Norberto Mazzo, além do reconhecimento internacional é autor de livros e várias obras voltadas a este segmento, tendo atuado como gerente de engenharia, controle de qualidade e ferramentas na indústria automobilística e como sócio diretor de empresa fabricante de peças para transmissões automotivas. Como consultor tem atuado praticamente em todas as fases pelas quais passam as engrenagens, desde o projeto até a aplicação, incluindo o processo de manufatura e controle de qualidade. O software PROGEAR, lançado em 1992 para cálculo de engrenagens, é de sua autoria.

SECO WARWICK reestrutura suas atividades

Fabricante de fornos com sede na Europa define rumos globais O controle das fábricas da Seco/Warwick Europe (Polônia), Seco/Warwick Corp. e Retech (ambas nos EUA), Seco/Warwick Retech (China), Seco/Warwick Allied (India) e as plantas de prestação de serviço Seco/ Warwick Service (Alemanha) e Seco/Warwick Russia (Rússia) foram consolidadas sob a empresa Seco/Warwick Group. A Seco/Warwick agora consiste em uma holding situada em Åšwiebodzin, Polônia, empresa que é listada na bolsa de valores de Varsóvia e que possui participação e o controle das fábricas S/W Europe, S/W Corp. e Retech, S/W Retech, S/W Allied e as empresas prestadoras de serviço S/W Service e S/W Russia. A S/W Holding tem uma estrutura enxuta na qual cinco vice-presidentes controlam os cinco segmentos de negócio: tecnologia de vácuo (VAC), tecnologia de atmosfera (ATM), processos de alumínio (AP), brasagem em atmosfera controlada (CAB) e equipamentos de metalurgia em vácuo (VME/Retech). A holding é responsável globalmente para funções como de aquisição, recursos humanos e financeiro.

Metallum promove o Ptech 2013

Conferência Internacional Latino Americana de Tecnologia do Pó será em Campos do Jordão/SP A Metallum, empresa especializada em Eventos Técnicos e Científicos (como, por exemplo, o TTT - Temas de Tratamento Térmico), realizará, entre os dias 27 e 29 de outubro de 2013, a 9ª Conferência Internacional Latino Americana de Tecnologia do Pó (PTECH), em Campos do Jordão, São Paulo. O evento, que tem como principal objetivo apresentar os mais recentes desenvolvimentos e aspectos da fabricação de produtos

22 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

metálicos, intermetálicos, materiais MMC (Metal Matrix Composite), reunirá renomados profissionais nacionais e internacionais, de vários países do mundo e conta com o apoio do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) e da Associação Brasileira de Cerâmica (ABC). A conferência abordará temas referentes à metalurgia do pó como fabricação de pós-metálicos, caracterização, corrosão e propriedades mecânicas, tratamento térmico, materiais magnéticos, moldagem por injeção, compósitos de matriz metálica, nanomateriais, compactação, processamento, sinterização, entre outros. Visando também apresentar os avanços em todas as áreas relacionadas ao material particulado, haverá um fórum para o debate de tendências e mercado, assim como sessões técnicas para apresentações de trabalhos científicos, painéis e seminários. Para mais informações, prazos de inscrições, ou envio de trabalhos técnicos e científicos para o evento, acesse www.metallum.com.br/ptech2013.

Wisconsin Oven expande operações Tradicional fabricante de fornos nos EUA tem recorde de vendas

Como resultado do recorde de vendas obtido no ano de 2012, a fabricante de fornos Wisconsin Oven, sediada em East Troy, no estado de Wisconsin, nos EUA, recentemente anunciou seu plano de expansão, que prevê a abertura de uma nova planta na cidade de Waukesha, também no estado de Wisconsin. A empresa, com necessidade urgente de mais espaço em virtude de acúmulo de pedidos, deve integrar instalações existentes de aproximadamente 2.800m2, criando 20 novos empregos. A Wisconsin Oven opera atualmente 4 fábricas na região de East Troy, fabrica fornos de sua linha regular de produtos e também customizados, destinados para uma variedade de aplicações, inclusive tratamento térmico. A empresa projeta e produz fornos industriais e outros equipamentos térmicos por quase 40 anos. O grupo PLC Holding, da França, adquiriu a Wisconsin Oven em Abril de 2012, aumentando o número de empresas de sua propriedade, que incluíam os fabricantes Elmetherm, Elino, Wistra e Mecaron Dotcom.

Tenova Core assina acordo estratégico com AustralTek

Aliança busca beneficiar mercados da América do Norte e do Sul A empresa Tenova Core, situada em Pittsburgh, EUA, e integrante do grupo Tenova Iron & Steel Division, anunciou a assinatura de um acordo de tecnologia de longo prazo com a empresa AustralTek, também sediada em Pittsburgh, com o objetivo de melhor atender à indústria metalúrgica situada na América do Norte e América do Sul. Quando combinadas, as linhas de automação da Tenova Core e AustralTek devem incluir: projeto, Nível 1, Nível 2, sistemas de controle de processo, Physical Ladle Tracking (PLT) e sistemas de execução de manufatura (Manufacturing Execution System - MES), bem como soluções da tecnologia de informação. Estes sistemas são bastante complementares na fusão, laminação e outras áreas dentro de plantas siderúrgicas e de alumínio. A Tenova Core tem forte atuação em projeto e fornecimento de instalações siderúrgicas e de fornos de fusão, refusão, tratamento térmico, entre outros. A empresa tem uma das maiores equipes de desenvolvimento e customização de controles de processo Nível 1 e Nível 2 dos Estados Unidos. AustralTek

Novidades

é uma empresa dedicada ao desenvolvimento de soluções nas áreas de engenharia elétrica, automação e TI industrial. Tem marcante presença no mercado da América do Sul, tendo uma filial em Buenos Aires, Argentina.

Metalab é auditada por GE Oil & Gas

ArcelorMittal investe US$10 mihões em sua linha de galvanização

A Metalab Análise de Materiais recebeu a visita de auditores do Departamento de Engenharia da Qualidade de Fornecedores da empresa GE Oil & Gas do Brasil, um dos principais fornecedores de equipamentos para a Petrobrás. O foco da Auditoria foi avaliar as práticas e documentos aplicados à Inspeção de fixadores utilizados em equipamentos destinados a exploração de petróleo, incluindo o Programa do Pré-sal. Segundo Júlio F. Baumgarten, Diretor Técnico da Metalab, a auditoria realizada foi considerada muito importante para a empresa pois avalia o “status da qualidade” como prestadora de serviços tecnológicos para o mercado de Óleo & Gás, indicando melhorias contínuas a serem implementadas.

Objetivo é agregar valor e tecnologia aos produtos da empresa A ArcelorMittal Vega, unidade industrial da ArcelorMittal em São Francisco do Sul (SC) especializada na transformação de aços planos, coloca em funcionamento a partir desse mês um novo sistema de pós-tratamento na linha Galvanização 1. Com investimentos de US$ 10 milhões, o equipamento possibilita aplicar qualquer produto líquido na chapa de aço galvanizado. A empresa, visando o mercado automotivo, usará fosfato e NIT (Novo Tratamento Inorgânico) para proporcionar a seus clientes uma solução em aço mais fácil na estampagem de peças (fase em que o aço é colocado em prensas para dar forma às peças do carro, como portas, para-lama, teto). Dessa forma, as montadoras conseguem diminuir o acúmulo de resíduos nos moldes, reduzir o índice de rejeição das peças e aumentar a produtividade. O investimento da ArcelorMittal Vega visa agregar valor e tecnologia ao aço para atender a crescente demanda por carros mais seguros e leves.

SMS Elotherm adquire I.A.S. da Alemanha

Empresa complementará linha com novos sistemas de aquecimento A SMS Elotherm adquiriu a I.A.S. Induktions-Anlagen+Service GmbH. Com a aquisição, a empresa oferecerá a seus clientes os dois sistemas de aquecimento indutivo para extrusão isotérmica e os correspondentes sistemas para fusão em adição ao tradicional espectro oferecido por Elotherm com sistemas de indução para têmpera, aquecimento e soldagem. É especializada em tecnologia de aquecimento elétrico industrial e deve continuar operando com o mesmo nome.

Objetivo foi avaliar o Sistema de Qualidade e Processo de Ensaios

Contemp anuncia nova fábrica de sensores de temperatura

Com investimentos de R$ 1 milhão, empresa pretende triplicar vendas em dois anos Resultado de investimentos da ordem de R$1 milhão, com aquisição de equipamentos (tornos, estufas e fresas) e aluguel de novo espaço, a nova unidade fabril já está em funcionamento em uma área construída de 550m2, localizada a poucos metros da matriz, na rua Araguaia, 534, São Caetano do Sul, na Grande São Paulo. Produzindo qualquer tipo de sensores de temperatura (Pt-100 e termopares) a empresa oferece soluções completas na utilização destes sensores, numa melhor relação custo x beneficio. “Há muito tempo o mercado de sensores de temperatura no Brasil vive uma carência de opções, seja para pequenos ou grandes consumidores. Os sensores de temperatura são muitas vezes utilizados para monitorar temperatura de locais, em que a confiabilidade é crucial”, explica o coordenador da nova fábrica, Eduardo Toselli. A expectativa da empresa é crescer em 50% o faturamento no primeiro ano de funcionamento e, ao final do segundo ano, ter triplicado as vendas. Seu foco são especialmente as empresas químicas, petroquímicas e de petróleo e gás.

Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 23

Novidades

24 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Indicadores Econômicos

Confira resultado da pesquisa de opinião feita com os nossos leitores quanto à tendência (de crescimento ou de diminuição) dos números do mercado de tecnologias térmicas. Foram feitas as seguintes perguntas aos cadastrados em nosso banco de dados: 1) O número de consultas de clientes mudou de Outubro para Dezembro de 2012? Defina um ponto na escala de -10 a +10. 2) O número de pedidos de clientes mudou de Outubro para Dezembro de 2012? Defina um ponto na escala de -10 a +10. 3) Como mudou a sua carteira de pedidos de Outubro para Dezembro de 2012? Defina um ponto na escala de -10 a +10. 4) Olhando o futuro próximo, na sua opinião, como deve se comportar o mercado da indústria de tecnologias térmicas nos próximos 30 dias? Defina um ponto na escala de -10 a +10.

Número de Consultas

Número de Pedidos

5,0

4,0

3,0 2,0

3,0

2,0

1,3

1,0

1,6

2,0 1,0

0,0

-1,0

-2,0

-3,0

-4,0

-5,0

jan a mar/12 abr a jun/12

jul a set/12 out a dez/12

-5,0

0,1

jan a mar/12 abr a jun/12

Carteira 5,0

4,0

3,0

2,0

0,3

0,8

0,6

1,0

0,0

-1,0

-2,0

-3,0

-4,0

-5,0

jan a mar/12 abr a jun/12

0,5

0,7

jul a set/12 out a dez/12

Futuro

5,0

1,0

-0,2

jul a set/12 out a dez/12

-5,0

2,7 1,2

0,5

jan a mar/12 abr a jun/12

0,7

jul a set/12 out a dez/12

Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 25

Coluna: SAE Brasil

Simpósio SAE BRASIL de Gestão Estratégica de Manufatura Automotiva

s novas operações de montadoras de automóveis no Brasil, as expectativas e planos da indústria de autopeças e a influência do Inovar-Auto sobre o segmento são alguns dos temas em destaque do Simpósio SAE BRASIL de Gestão Estratégica de Manufatura Automotiva, marcado para 15 de abril, das 8h30 às 16h30, no Centro de Convenções Milenium (Rua Dr. Bacelar 1.043, Vila Mariana), em São Paulo. Com foco nas estratégias para a eficiência das operações de manufatura e para a competitividade da indústria automobilística com tecnologia de ponta, flexibilidade, inovação e logística robusta, estão previstos no simpósio cinco painéis de debates - quatro deles simultâneos - além de palestras. De acordo com o programa preliminar serão apresentados no auditório Ipê três painéis. Um deles, Expectativas e Planos das Autopeças- Influências do Inovar-Auto, com abertura e mediação de Gábor Deák, diretor da SAE BRASIL, e participação de Ricardo R. Silva, gerente de Manufatura de Sensores e Ignição da Bosch; e Antonio Rosatti, gerente de Engenharia Avançada Eletroeletrônica da Delphi. Outro painel, Gestão da Manufatura na produção de Veículos Comerciais, reunirá Ricardo J. Silva, VP de Ônibus para a América Latina da Mercedes-Benz; e Suzana Martins, gerente executiva de Montagem de Chassis da Scania, com mediação do jornalista Marcos Villela. As novas operações das montadoras de automóveis serão o tema do terceiro painel, às 14h, de Ricardo Martins, gerente geral de Assuntos Corporativos, Relações Governamentais e RH da Hyundai; e Antonio Damião, diretor adjunto de Projetos Especiais da Fiat Automóveis, com mediação da SAE BRASIL. Ainda à tarde, estão previstas duas apresentações: “Teoria das Restrições”, com o professor Thomas Corbett, e “Perspectivas da Economia Brasileira”, com o Gesner Oliveira, mestre e PHD em Economia. No auditório Imbuia, às 11h05 haverá o painel Tecnologia 1 - Body in White - com Martin Volmer, diretor da EDAG; e Danilo Stocco, gerente do Setor de Certificação ABENDI (Associação Brasileira de

Ricardo Reimer, presidente da SAE Brasil

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Ensaios Não Destrutivos e Inspeção). Mediação é da SAE BRASIL. Às 14h haverá outro painel: Tecnologia 2 - Novas Tecnologias de Pintura, com Celso Placeres, diretor de Engenharia de Manutenção, Volkswagen; e Eric Preuss, diretor de Pintura América do Sul, da General Motors. Mediação: Mauro Paraíso, gerente de Materiais Metálicos da Mercedes-Benz. “Acreditamos que os objetivos finais do desenvolvimento científico e tecnológico são pautados e delimitados pelas realidades econômica, social e política. Daí os simpósios da SAE BRASIL oferecerem oportunidades para debates técnicos conectados com as demandas da sociedade”, afirma o engenheiro Ricardo Reimer, presidente da SAE BRASIL. Dois Novos Simpósios Integram Agenda Regional da SAE BRASIL neste Semestre Máquinas para a Infraestrutura da Mobilidade e Eletroeletrônica Embarcada são os novos temas que entram na agenda de simpósios da SAE BRASIL no primeiro semestre de 2013. Duas Seções Regionais - Porto Alegre e Rio de Janeiro - trabalham o assunto, respectivamente. Além dos dois temas a SAE BRASIL promoverá, ainda, outros 14 encontros técnicos neste período. Os encontros serão realizados pelas 10 Seções Regionais da SAE BRASIL, localizadas em polos desenvolvedores de tecnologia do País - São Paulo, São Carlos/Piracicaba, São José dos Campos, Campinas, Rio de Janeiro, Minas, Bahia, Paraná/Santa Catarina, Porto Alegre e Caxias do Sul. O calendário abriu dia 13 de março com o Simpósio SAE BRASIL de Dinâmica Veicular, em Sorocaba (SP) e seguiu com o Fórum SAE BRASIL de Tração Total, no dia 21, no Rio de Janeiro. Em abril, será realizado em Minas Gerais o Simpósio SAE BRASIL de Materiais (16) seguido do Simpósio SAE BRASIL de Máquinas para Infraestrutura na Mobilidade, em Porto Alegre (25). Em maio será a vez do 11º Colloquium Internacional SAE BRASIL de Freios & Mostra de Engenharia (15 a 17), promovido pela Seção Caxias do Sul. O encontro reunirá especialistas, expositores, profissionais e estudantes para apresentar e discutir as novas tecnologias na área de freios. É o maior do Brasil e um dos maiores encontro do mundo voltado ao segmento. Dia 3 de Junho está previsto o Simpósio SAE BRASIL de Nanotecnologia, em São Paulo, e no dia 13, estreia no Rio de Janeiro, o Colloquium SAE BRASIL de Eletroeletrônica Embarcada. Este discutirá os rumos e as tendências tecnológicas aplicadas à mobilidade, visando à troca de informações, experiências e a busca de um consenso para a indústria de veículos automotores. Confira Abaixo a Agenda do Mês de Abril dos Simpósios 15/04 - Simpósio SAE BRASIL de Gestão Estratégica de Manufatura Automotiva 16/04 - Simpósio SAE BRASIL de Materiais - Minas Gerais 25/04 - Simpósio SAE BRASIL de Máquinas para a Infraestrutura da Mobilidade - Porto Alegre (RS). IH

Coluna: ABM

ABM Cria Instituto para Agilizar as Ações de Inovação nas Empresas do Setor

s dificuldades de crescimento que a indústria brasileira vem enfrentando nos últimos anos não têm poupado os setores minerometalúrgico e de materiais. As importações, por exemplo, alcançaram patamares históricos e são aparentes os sinais de desindustrialização de alguns segmentos importantes para a economia do País. Mas é neste cenário que a inovação e o desenvolvimento tecnológico revelam toda sua importância. Somente empresas inovadoras em produtos, processos e gestão saberão agregar valor ao seu negócio, gerando crescimento, renda e emprego. Buscando colaborar com a efetiva implementação das ações estratégicas ligadas à inovação tecnológica para os segmentos que representa, a ABM - Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração criou o IABM - Instituto Pró-Inovação e Competitividade da Metalurgia, Materiais e Mineração. Comprometido com o setor industrial e com os rumos econômicos do Brasil, o IABM propõe-se a prospectar, desenvolver e gerenciar estudos e projetos setoriais multi-institucionais e pré-competitivos em parceria com empresas nacionais, internacionais, Institutos de Ciência e Tecnologia (ICTs) públicos e privados, que gerem tecnologias, produtos e processos inovadores. O setor de moldes e ferramentas, que se caracteriza pela elevada heterogeneidade de esforços inovativos, será o primeiro beneficiado com um dos projetos já desenvolvidos pelo IABM. Intitulado ‘Promoção do Desenvolvimento Tecnológico e da Inovação na Metalurgia’ o estudo, que contou com a parceria da UFSCar (Universidade Federal de São Carlos, SP), encontra-se em fase de análise e apoio financeiro pela ABDI - Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial para sua implementação. “Estão previstas ações para identificar, desenvolver, transmitir e implementar metodologias e ferramentas de gestão da inovação”, explica o presidente do IABM, Ubiratan Maués, enfatizando que o pro-

Palestra no Moldes 2012

jeto não deve ser confundido com uma simples capacitação gerencial em inovação. “Será desenvolvida, em conjunto com empresas participantes desta iniciativa, uma metodologia que auxilie cada uma a gerir seus próprios processos de inovação”, complementa o engenheiro. Para o presidente da ABM e diretor-executivo do Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais da UFSCar, Nelson Guedes de Alcântara, as oportunidades para crescer e ser competitivo sempre existem, mas é necessário buscar soluções novas. “Não se pode perder de vista que, para ser inovadora, a ideia deve ter resultado, ou seja, chegar ao mercado. Isso significa criar valor socioeconômico e ambiental, atendendo às necessidades dos clientes”, diz ele. O IABM também desenvolve um outro estudo para o setor de moldes e ferramentas. “Estamos propondo modelos de gestão às micros e pequenas empresas, a partir de demandas detectadas no Encontro da Cadeia de Ferramentas, Moldes e Matrizes, da ABM”, explica o responsável pela Coordenadoria Executiva do IABM, Bruno Luiz Sigolo. Além deles, outros dois projetos de inovação (ligados à eficiência energética e tratamento de lamas e resíduos), encontram-se no BNDES aguardando lançamento de edital público para execução e implementação, e um de eficiência logística já foi encaminhado à ABDI para análise e apoio financeiro. IH

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Coluna: CSFEI - ABIMAQ

Germano Rigotto Participa da Reunião da ABIMAQ - CSFEI

ateus Salzo, presidente da CSFEI (Câmara Setorial de Fornos e Estufas Industriais), recebeu na reunião do dia 06 de dezembro de 2012, o ex-governador do Rio Grande do Sul, Germano Rigotto. Formado em odontologia e direito pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Rigotto foi eleito por várias vezes deputado federal. Foi governador no Rio Grande do Sul em 2002. Salzo pediu aos associados presentes que fizessem uma breve apresentação ao convidado. Em seguida, Rigotto apresentou-se e discursou sobre o quadro atual, sua experiência nas reformas estruturais e outros assuntos relevantes. Sobre o quadro atual e as perspectivas para 2013, Rigotto diz que o cenário econômico brasileiro sempre se fez muito otimista dentro dessa crise internacional, Germano Rigotto porém atualmente não temos um governo e nem resposta para o déficit, a divida e a influência do sistema financeiro europeu na economia brasileira. A cada ação dos governos, como consequência, tem a reação da sociedade que muitas vezes não aceita estas ações. Na opinião de Germano, o governo deve renovar estímulos à economia em 2013, para que o PIB alcance os 4% projetados no crescimento. Para isso acontecer é fundamental a manutenção do PSI (Programa de Sustentação do Investimento – BNDES) e do Reintegra (Regime Especial de Reintegração de Valores Tributários para as Empresas Exportadoras), que ressarce o exportador pelo pagamento de impostos. A medida, defendida por setores do governo, é reivindicada pelas entidades empresariais sob o argumento de que só agora, com crescimento da economia, as empresas começaram a planejar expansões. Reunião do dia 19/02/2013: Projeto África O presidente da CSFEI concedeu a palavra a Sra. Alida Fleury Bellandi, ex-vice-presidente da ABIMAQ (Associação Brasileira de Máquinas e Equipamentos) e atual integrante da Diretoria do CONIMAQ (Conselho Nacional Da Indústria De Máquinas, da ABIMAQ). Dentro dos projetos para os próximos 10 anos, o Projeto África é um dos principais. Este Programa é um trabalho de inteligência empresarial competitiva que está sendo desenvolvido para dar oportunidade às empresas, principalmente pequenas e médias, desenvolverem mercados alternativos de forma sistemática e constante. Seu objetivo é abrir mercado para a indústria nacional de máquinas no continente africano. A África é chamada a última fronteira, pois em termos de desenvolvimento integrado e sistemático, é o continente hoje que oferece maiores oportunidades depois da América Latina. Comentou que o mundo todo está de olho na África, principalmente os países desenvolvidos, comu28 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

nidade européia, a China e a Índia, que já tem um volume muito grande de investimento neste continente. O Brasil tem muita oportunidade de crescimento nesse continente. As áreas de interesse para nosso país são: agricultura, biocombustíveis, energia, petróleo e gás, mineração, infraestrutura. As importações de máquinas agrícolas cresceu 104% de 2005 para 2010, sendo apenas 4% as importações oriundas do Brasil. Reunião do dia 19/02/2013: Ações da APEX Mateus Salzo, apresentou aos presentes o Sr. Curt Muller, diretor do Departamento de Mercado Externo da ABIMAQ, que falou sobre o Projeto APEX (Agência Brasileira de Promoção de Exportações e Investimentos). Muller ressaltou que o projeto inicial foi assinado em R$ 8 milhões em 2010 e para este novo projeto, para os próximos 2 anos, foi solicitado um investimento de pouco mais de R$ 15 milhões. Já se possui uma pré aprovação da APEX que será selado em próxima reunião que ocorrerá brevemente. Aproveitando a região da África, que a Sra. Alida fez a apresentação mencionou que foram incluídas no Projeto APEX as regiões de Kênia, Gana, África do Sul e Moçambique para feiras e missões de negócios do Programa BMS já apresentado em reunião ordinária passada. Um projeto multisetorial que envolve todas as Câmaras da ABIMAQ, com muitas oportunidades para os associados. Citou como exemplo de rodada de negócios, a Feira Agrishow, onde é comum a presença de africanos para este evento. Sr. Curt Muller, a pedido do presidente da câmara, falou sobre o Projeto como um todo e dos escritórios da ABIMAQ, em outros países, o que na verdade são “sedes de relações públicas” localizados na Colômbia, Bogotá, Peru e Chile. São espaços com estrutura de locação, manutenção, secretaria, instalação de equipamento, custeados pelo projeto, e as associadas investem com o profissional de pós venda. Com baixo custo uma associada tem oportunidade de ter sua empresa representada em outros países, passando assim a atender territórios internacionais, aumentando suas vantagens em diversos aspectos. Os planos de crescimento para estes postos “internacionais” veem se estendendo, com diferentes perfis, conforme necessidade e demanda. Sr. Curt falou também sobre “warm up” que é um evento de relacionamento realizado na Argentina, Chile, Peru e Colômbia e que antecede algumas das principais feiras desses países, tendo como intuito facilitar o contato dos empresários brasileiros com clientes que visitarão tais feiras, como um aquecimento e preparativo. Os fabricantes têm a chance de conhecer clientes potenciais e apresentar sua marca e produtos em um ambiente totalmente aconchegante e propício a negócios. Calendário das reuniões 2013 Calendário das reuniões ordinárias da CSFEI: 09 de abril, 11 de junho, 13 de agosto, 08 de outubro e 10 de dezembro. Todas as reuniões são iniciadas às 9h. IH

Coluna: CSFEI - ABIMAQ

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Coluna: Pioneiros Udo Fiorini | udo@revistaIH.com.br

Fernando Lummertz

Fernando Lummertz foi o criador da primeira publicação dedicada a tecnologias térmicas no Brasil, a Revista Aquecimento Industrial, que foi impressa e circulou no mercado brasileiro entre os anos de 1989 a 1993

ernando tem uma longa vivencia na área de tecnologias térmicas. Gaúcho, formado em Administração de Empresas, ele veio para São Paulo no inicio da década de 70 para trabalhar na Pyro Tratamento Térmico, situada no bairro de Santo Amaro, em São Paulo. Inicialmente contratado como encarregado de custos, ele, bom comunicador, foi rapidamente remanejado para a área comercial da empresa. Logo teria a chance de influenciar decisões que o levaram a outros patamares. Foi assim, por exemplo, quando outra empresa do mesmo grupo, a Pyro Fornos Industriais, fabricou um forno de retorta rotativa de cementação, tecnologia nova na época. Como de costume, a empresa instalava o primeiro equipamento em seu próprio tratamento térmico, para testes e aprovação, antes de iniciar as vendas ao mercado. Fernando enxergou em seu estagiário, um filho de imigrantes japoneses recém chegado do Japão, a pessoa certa para aprender a operar o novo e sofisticado equipamento, previsto para cementar pequenas peças com pequenas camadas. Os outros técnicos da empresa estavam acostumados com os fornos tipo carro e similares, tratando peças grandes com processos de normalização ou recozimento, bem distinto do novo equipamento. Ele conseguiu a aprovação do gerente da área para a transferência do estagiário. Deu certo. Em pouco tempo, Setsuo Nakahara, hoje diretor da empresa de tratamentos térmicos Metaltécnica, em Porto Alegre, dominou o forno de atmosfera controlada. Fernando conta que ele começou então a descobrir uma infinidade de clientes com necessidade de tratamento de peças pequenas que poderiam ser atendidos. A indústria automobilística estava crescendo, a demanda por peças seriadas era grande e havia procura por substituição de componentes importados. O sucesso da venda de serviços do forno contínuo fez com que o dono da empresa, 30 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Joaquim Fromer, se interessasse por conhecer mais detalhes da operação. Ele dirigia pessoalmente a Pyro Fornos Industriais, que também estava sediada no bairro de Santo Amaro, porém em outro endereço. Certo dia surgiu a possibilidade de visitarem juntos um cliente, que, por estar situado longe, permitiu a Fernando a oportunidade de se apresentar melhor durante o longo deslocamento junto com seu chefe. Conforme ele, Fromer o chamou à sua sala alguns dias depois para uma reunião e lhe propôs um desafio. Explicou que tinha várias outras empresas, todas dedicadas a tecnologias térmicas mas produzindo diferentes produtos, como a Pyro Resistências Elétricas em Curitiba, Pyro Trocadores de Calor em Diadema, Pyro Importação e Exportação em Campo Belo, bairro de São Paulo, Pyro Química em Diadema, fabricante de sais de tratamento térmico e a associação com a Inductotherm produzindo então fornos a indução em Manaus. A queixa de Fromer era que as empresas não conversavam entre si, e ele queria que Fernando Lummertz fosse o elo de ligação, integrando as diferentes culturas e fazendo com que a sinergia rendesse mais negócios ao grupo. Ele aceitou o desafio e passou a ocupar uma sala ao lado da do dono. Diz hoje que ali é que ele começou de verdade a se sentir na área de tecnologia térmica. Aprendeu bastante e pôde contribuir muito para a integração e crescimento do grupo, onde acabou ficando quase doze anos, acumulando no final as funções de Diretor Comercial, Financeiro e Administrativo. Uma das vendas interessantes que fez ao longo de sua carreira na Pyro foi de um forno com revestimento isolante a base de blocos de manta de fibra cerâmica, que introduziu a utilização deste tipo de material no mercado e que também lhe rendeu um novo emprego. Aproveitando uma consulta da Conforja, que produzia peças para a exploração de petróleo e que necessitava de um forno para tratamento de peças de grande porte, Fernando ofereceu um forno com a nova tecnologia ao

dono da empresa, Wilhelm Karl Endlein. Este ficou encantado com a modernidade e acabou adquirindo o equipamento com o novo revestimento. Passados alguns anos deste acontecimento, um dia o Sr Endlein telefonou para Fernando e lhe disse: “Sabe aqueles fornos que você forneceu para nós? Instalei mais fornos, aquilo cresceu muito, acho que dá para fazer um tratamento térmico para terceiros. Preciso de você para isso”. Naquele momento a Pyro não estava em um grande momento e Fernando achou por bem aceitar o desafio. Foi trabalhar na Conforja, assumindo o desenvolvimento do mercado de tratamento térmico da empresa. Ele diz que aproveitando os próprios conhecimentos internos da Conforja, pôde trazer clientes e pedidos importantes. A empresa tinha o foco na forja e usinagem de peças para a indústria petrolífera, e o corpo de vendas não estava interessado em agregar tratamento térmico ao negócio, temendo que isto por diversos motivos poderia atrapalhar a negociação com o cliente. Assim, muitas peças eram fornecidas sem tratamento, feito em tratadores térmicos externos à empresa. Fernando reverteu este quadro, a ponto da empresa precisar mais fornos. Aí o Sr Endlein lhe disse: “Você sabe fabricar fornos? O que precisamos para fazer?” Fernando lhe explicou que seria necessário um bom projeto e mão de obra, que a Conforja possuía, pois tinha empresas fabricantes de bens de capital no grupo. Com a compra de projetos no exterior, Fernando acabou montando a divisão de fornos industriais, agrupada na então criada Conforja Equipamentos. E estreou no mercado em grande estilo, ao vender para a então Acesita uma linha completa de recozimento. Fernando diz que tinha paixão pela revista Industrial Heating americana, e começou a alimentar a ideia de fazer uma revista semelhante no Brasil. Em 1989 resolveu sair da Conforja para abrir a revista Aquecimento Industrial. Apresentou o projeto ao Sr Endlein,

Coluna: Pioneiros Udo Fiorini | udo@revistaIHcom.br que lhe pediu que permanecesse um tempo ainda na empresa até a publicação deslanchar no Brasil. E foi o que ele fez. A Revista Aquecimento Industrial preencheu uma lacuna do mercado. Cresceu, Fernando teve que mudar de endereço algumas vezes, adequando o espaço à expansão da revista. E foi esta expansão que acabou fazendo o negócio tropeçar. Tentando complementar as atividades, acabou arrendando uma gráfica. Ele diz que este foi o começo do declínio, porque complementaridade não significa necessariamente a existência da harmonia. Acabou vendendo a revista para um grupo editorial, mais interessado nos anunciantes do que na publicação. Foi admitido pelo grupo Metalpó Combustol, como assessor da presidência e onde permaneceu de 94 a 97. Antes, no inicio da década de 90, ele havia feito a primeira edição de uma feira do setor de tecnologias térmicas, a FEBRAI, Feira Brasileira de Aquecimento Industrial. Depois de sair da Combustol fez mais uma outra, a EXPOTERM. Resolveu se dedicar mais a este mercado. Criou a empresa IBRAEXPO, dedicada à consultoria na área. Juntamente com o Grupo Cipa Fiera Milano, lançou e promove a TERMOTECH, única feira na América Latina voltada especificamente às tecnologias térmicas e realizada bienalmente na cidade de São Paulo. Mais recentemente criou a UNIFEIRAS – PRO expositor, um núcleo de capacitação para profissionais envolvidos com as feiras de negócios. Tornou-se conferencista, muito

requisitado para palestras e cursos sobre feiras e onde mais de 3000 profissionais já participaram. Escreveu um livro, Feiras de Negócios - Como Planejar, Organizar, Controlar e Avaliar a Participação nas Feiras. Nele, Fernando aborda passo a passo todas as fases da gestão da participação em

feiras, desde a seleção da feira certa para o expositor participar, até o momento de avaliar o retorno do investimento. Ele diz: “Estou muito satisfeito com o reconhecimento que o mercado vem demonstrando quanto a eficácia dos treinamentos que tenho realizado para o setor de feiras.” IH

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Coluna: Web 2.0 Wagner Aneas | wagneraneas@ig.com.br

Redes Sociais Digitais: São Assuntos da Indústria? m virtude do impacto que causou (e que continua causando em nossas vidas), não tenho dúvidas que o surgimento da Internet é um marco expressivo na história da humanidade. As transformações que ela já proporcionou e as possibilidades que ainda se colocam são inúmeras.

tretanto, com o surgimento da web “2.0” passamos a ter a comunicação de “muitos” para “muitos” (como um grande almoço em família aos domingos). Neste panorama dinâmico e caótico (aparentemente) as mensagens caminham sem amarras e sem intermediários. É um ambiente de interação, compartilhamento e colaboração.

A Internet trouxe capacidade de comunicação com agilidade. Com ela ganhamos tempo, encurtamos as distâncias e ficamos expostos 24 horas, sete dias por semana, 365 dias por ano. Em outras palavras, viabilizou-se um maior número de transações comerciais, otimizou-se investimentos e aumentou-se os lucros (a lógica do capital). Mais um pulo e surgiram os sites de relacionamento - espaços virtuais onde pessoas podem - como o nome já diz - “relacionar-se”, formando (ou consolidando) o que chamamos de redes. Para entendermos melhor, recorrerei a Drummond: “João amava Teresa que amava Raimundo que amava Maria que amava Joaquim que amava Lili que não amava ninguém...”). Pois é: pessoas, interesses, afinidades, algo em comum. Obviamente não estamos nos referindo (apenas) a questões amorosas. Os seres humanos formam redes por sua própria “natureza”. A já tradicional figura de homens pré-históricos em volta de uma fogueira, dentro de uma aconchegante caverna, é uma imagem que nos remete a isso: pessoas, seus vínculos, seus diálogos. Imagine a cena: “- Ah, este javali está ótimo, quero mais! Passa a caça pra mim”. E, diz o outro: “- Claro, sem a sua colaboração o bicho teria escapado!”. “- Precisamos de uma mesa de jantar, nova,” diz a esposa, do segundo. E, a esposa do primeiro, completa: Conheço um profissional que faz uma mesa divina, com tampo de rocha magmática”. Vivemos em rede desde que nascemos: a família, a escola, a igreja, o trabalho etc. Falando de uma maneira simplista (porque em poucas linhas não será possível nos aprofundarmos) a convergência de demandas, interesses e objetivos agrega as pessoas. Os nós, que constituem esta rede, propiciam o trânsito da informação. Há, portanto, que se pensar em movimento, fluidez! No início da web éramos praticamente apenas expectadores. Consumíamos passivamente a informação lá inserida. A comunicação fluía de “um” para “muitos”. Neste aspecto, era algo até semelhante ao jornal, rádio, TV. En-

O que ocorreu foi a possibilidade de utilizarmos este espaço virtual como ferramenta para nos expressarmos e, assim, consolidarmos nossos nós ou criarmos outros, agora pela via digital. Com a diferença que é possível ampliá-la, sobremaneira, encontrando pessoas do outro lado do planeta e obtendo informação que julguemos como valiosa. Pois bem, se estes sites promovem relacionamento e se o sucesso dos negócios, em grande medida, atualmente depende disso, então porque não embarcar nessa? As organizações mais ágeis perceberam isso, principalmente as que estão inseridas no contexto B2C (Business to Consumer), onde empresas se relacionam diretamente com consumidores finais. Umas melhores, outras nem tanto. Aquelas que investiram em um diálogo um pouco mais elaborado, na interação com seus clientes (e/ou “fãs”) alcançaram mais rapidamente o sucesso, comparado aquelas que ainda insistem em utilizar o espaço apenas para fazer seu comercial (sem graça, diga de passagem). Infelizmente, muitos ainda confundem site de relacionamento, com páginas de classificados! Ok, seu produto ou serviço não é para o grande público final, você está envolvido com máquinas, equipamentos, automação, processos produtivos. É verdade, no contexto B2B (Business to Business), onde empresas vendem para outras empresas, este efeito é mais lento, diferente do que ocorre com o B2C (Business to Consumer). Certamente isso não invalida um canal através do qual você pode se comunicar diretamente com seu público, devidamente segmentado e que cresce dia a dia. Não parece um sonho? Através das redes sociais digitais é possível encontrar talentos, esclarecer dúvidas técnicas, promover divulgação institucional, tal como registrar seus valores ou divulgar ações sustentáveis. Observar o comportamento do mercado, reclamações a respeito dos concorrentes, novas demandas. Mas nem tudo estará dado explicitamente, algumas informações estarão nas entrelinhas e precisarão ser decodificadas (o que requer alguma experiência).

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Coluna: Web 2.0 Wagner Aneas | wagneraneas@ig.com.br É possível divulgar e solidificar a marca, ganhar visibilidade a partir da conquista de admiração e respeito (isso pode ser um diferencial). Será preciso definir a estratégia. Facebook, Orkut, LinkedIn, Twitter, Youtube. Existem várias alternativas possíveis (ou mais de uma). Cada uma delas possui sua especificidade. Há uma grande discussão em torno das definições de rede social. Se este ou aquele site é uma “rede social”, um “site de relacionamento” ou uma “plataforma de compartilhamento” - ou ambos. Contudo, não entraremos neste

mérito. Ter um site não é o suficiente. Se ele permitir algum tipo de interação, ajudará. Mas é importante ter um perfil onde estarão cotidianamente: seu público alvo, seus fornecedores, seus colaboradores (estes últimos são um problema a parte e cabe falarmos a respeito em outro artigo), enfim, a sociedade! A consolidação de bons contatos permite interação entre diversas perspectivas sobre temas comuns. Ajudará sua organização a pensar fora da caixa e a promover a inovação! Setores como comércio e serviços já aderiram! A indústria não pode continuar em sua zona de conforto, deve abandonar posturas conservadoras, quando já vivemos em um mundo formado por nativos digitais. E lembre-se: não participar (ter uma página) não impede que aqueles já participem falem sobre você, sua empresa e seus produtos. A tecnologia está aí, ao alcance de todos para ser apropriada e reinventada. Sim, uma linda rosa possui seus espinhos (que não lhe roubam sua beleza), e disto trataremos em um novo texto. IH

Wagner Aneas Professor, pesquisador e empresário, com pós em Ciências Sociais. É diretor da W.ANnex Consultoria e Representações. Membro do Conselho Editorial da revista Metalurgia & Materiais, da ABM e Membro da Comissão Organizadora do Moldes ABM. É consultor da Câmara Setorial de Ferramentarias e Modelações - CSFM, da ABIMAQ. Atuou recentemente em projeto de inovação e tecnologia industrial, como pesquisador bolsista do CNPq, no IPDMAQ.

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Coluna: Meio Ambiente e Segurança Antonio Carlos Gomes Jr | antonio.gomes@aichelin-astt.com.br

Riscos de Incêndio com Óleo de Têmpera em Tratamentos Térmicos/Termoquímicos

ive e tenho a oportunidade de visitar várias instalações de tratamentos térmicos tanto no Brasil como em outros países e há que se dizer que é e deve sempre ser uma preocupação constante o que e como aplicar em termos de dispositivos de combate a incêndios e o entendimento dos riscos. Nesta edição vou me concentrar nos riscos; trabalho para que na próxima edição possamos trazer exemplos e discussão sobre os sistemas de combate. Importante: as liberações de operação de plantas de tratamentos térmicos seguem regulamentação específica que é aplicada e devidamente fiscalizada pelas instituições e órgãos competentes. Como já coloquei anteriormente, as informações aqui apresentadas não têm a pretensão ou objetivo de serem ou sobrepostas ou aplicadas sem o necessário e devido seguimento/cumprimento no que tange à legislação e práticas consolidadas. Sem sombra de dúvida devem ser seguidas a legislação e orientações oficiais em todas as solicitações aplicadas ao setor. Lembrando ainda que o trabalho de prevenção deve sempre ser o mote e a prioridade quando falamos de segurança. O objetivo efetivo aqui é de relembrar àqueles que já vivem o dia a dia e de mostrar um pouco quais os riscos presentes em uma instalação típica para profissionais que iniciam se no setor. Antes de comentar alguns dos riscos presentes peço que imaginem uma situação hipotética de maneira a mostrar que a comunicação e informações claras a todos são de extrema importância. Situação: Uma planta de tratamento térmico onde se levam processos de têmpera em óleo utiliza trocador de placas onde o meio de resfriamento é água (lembremo-nos da última edição quando falamos sobre a questão água-óleo e suas peculiaridades). O tipo de trocador em si não é questão no momento e sim uma série de fatos que podem levar a um incêndio. Sequência de eventos / cenário: • Durante uma manutenção do trocador de calor foram trocadas as vedações que evitam o contato água-óleo;

• A necessidade de retorno para a operação é patente e forte; • O responsável pela parte ambiental em sua checagem viu há algum tempo que a pressão de óleo no trocador é superior à da água. Visando evitar uma contaminação de óleo na água por eventual problema, inverte a situação sem consultar o responsável pelo processo, afinal o óleo poderia prejudicar todo o sistema de tratamento de água; • Enquanto isso, a pressão é forte... Faltava o teste no trocador que visa à constatação de que a vedação não seria deslocada. Por experiência prévia sabe-se que nunca houve qualquer tipo de problema, o trocador está pronto... Sendo assim da mesma maneira, independente de qualquer consulta o mesmo é instalado. Inicia-se então a operação; • Também um evento que nunca acontece é de haver uma falha no fluxo contínuo no circuito de água industrial, este sistema sempre funcionou bem e era checado periodicamente, mas como é típico também aqui como no teste do trocador sem ninguém perceber, havia o domínio da “lei de Murphy”; • Em operação normal, já descendo cargas continuamente, em temperatura elevada, por exemplo, 860°C em óleo de têmpera com temperatura de 90°C a solicitação no trocador é plena e, e, e “Murphy” novamente. O fluxo de água é interrompido momentaneamente, mas o suficiente para formar vapor de água no trocador que desloca a vedação, que permite que a água (agora com pressão maior do que a do óleo) entre em quantidade suficiente para prover o que já se passa em nossas cabeças, ou seja, início da combustão, um aumento de volume, aquela “espuma” a qual me referi em minha última coluna e incêndio. Situação hipotética, mas que infelizmente pode ocorrer se a comunicação não ocorre e estamos tão absortos no dia a dia em que seja prejudicada a prevenção.

Fig. 1. Exemplo de tanque aberto para fornos intermitentes ou de batelada [5]

Fig. 2. Exemplo de Tanque Aberto em forno contínuo de esteira fundida [6]

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Riscos de Incêndio em Tanques Abertos Vamos iniciar com este tipo de tanque mostrando algumas das ca-

Coluna: Meio Ambiente e Segurança Antonio Carlos Gomes Jr | antonio.gomes@aichelin-astt.com.br racterísticas e riscos pertinentes. A Fig. 1 mostra uma instalação com tanque deste tipo. Os riscos presentes iniciam com, por exemplo, o superaquecimento local quando da submersão de um componente que leva a uma temperatura local superior a de “flash point”; um problema na recirculação do óleo por impedimento físico ou quebra de uma bomba de recirculação; falha do sistema de controle de temperatura e nível inadequado do óleo são os riscos mais frequentes. Há casos em que os tanques abertos são utilizados em fornos tipo contínuo sendo um exemplo típico os fornos de esteira ou de esteira fundida para têmpera e revenimento de elementos de fixação ou ainda tratamento de peças forjadas (Fig. 2). Enquanto a câmara do forno estiver preenchida com a atmosfera de proteção não haverá quantidade de oxigênio suficiente para iniciar a combustão dos vapores de óleo, no entanto se esta atmosfera do forno for substituída por exemplo pela atmosfera ambiente e ainda mantido a temperaturas superiores a 750°C, a probabilidade de uma ocorrência de incêndio ou expansões é muito elevada; isto pode ocorrer por exemplo durante um período sem produção (por exemplo, fim de semana). É fato que existem por parte dos fabricantes dispositivos para prevenção deste tipo de falha como vimos anteriormente, mas há que lembrarmos que infelizmente pode haver no mercado uma parcela de equipamentos que não leva em conta este(s) eventual(ais) risco(s). Outro risco a ser evitado é quando há a necessidade de retirar óleo parcial ou integralmente do tanque, por exemplo, para uma manutenção, a câmara do forno deve ter sua temperatura rebaixada e que esteja sem a atmosfera de proteção ou de trabalho. Por óbvia razão, a monitoração do nível de óleo do tanque é mandatória. A extinção de incêndio em tanques abertos pode ser feita por sistemas fixos de CO2, são os mais adequados, pois a área vizinha ao tanque via de regra vai estar com elevadas temperaturas e fumaça o que restringe o combate manual. Há ainda a possibilidade de utilização de espuma ou de pó químico, mas neste caso a contaminação do óleo normalmente impede sua reutilização. Riscos de Incêndio em Tanques Fechados Os aqui denominados tanques fechados são, por exemplo, os que são utilizados em fornos tipo câmara ou contínuos empurradores (tipo “pusher”), o quais são amplamente utilizados para cementação, têmpera e revenimento. Na coluna que escrevi anteriormente, apontei e descrevi um pouco sobre a atmosfera e seus sistemas de segurança. Aqui entro um pouco mais no tema de riscos presentes para o óleo de têmpera e puxo a lembrança da conjunção de fatores da situação hipotética apresentada no início desta coluna. Os incêndios neste tipo de tanque podem advir de: • Água presente no óleo; • Nível de óleo inadequado (baixo ou elevado); • Superaquecimento do óleo devido a falhas do sistema de controle de temperatura ou de arrefecimento; • Cargas de peças críticas que apresentem ampla área ou cavidades (por exemplo, luvas, tubos e pequenas peças). Efetivamente a causa de incêndios em óleo é a presença de água. Quando temos água no óleo de têmpera uma espécie de espuma de óleo é formada durante a têmpera propriamente dita, esta “espuma” expande preenchendo espaços tais como flaps de compensação de pressão e pega fogo; ainda se esta espuma chega à câmara quente há

uma vaporização que leva à uma explosão. Sistemas de resfriamento de óleo externos são utilizados para minimizar o risco de presença de água no óleo e lembrando como na situação hipotética apresentada que a pressão do óleo nestes sistemas (trocador de calor água/óleo) deve obrigatoriamente ser superior à da água. Uma saída ainda para minimização deste risco é a utilização de trocadores de calor ar-óleo ou por exemplo sistemas de dupla câmara (exemplo casco-tubo). Em muito casos temos também o resfriamento de paredes do forno e a indicação neste caso é de utilizar o óleo de têmpera para esta finalidade ao invés de água. Como uma visão geral de minimização de riscos, indica-se que em qualquer ponto onde possamos substituir a água nos fornos, que assim o seja feito. Um exemplo deste tipo de troca é a utilização de recirculadores de atmosfera autônomos sem o resfriamento por água. Algumas medidas a mais para minimização dos riscos de Incêndio: • Checar e controlar periodicamente e sempre quando de retorno de operação após uma manutenção ou paradas longas o teor de água no óleo. Existem ainda no mercado sistemas de monitoramento contínuo do teor de água no óleo muito interessantes; • A utilização de sistemas de filtragem e separação de água contínua é uma opção também indicada; • Utilizar no sistema de controle de temperatura do óleo, uma redundância; • Monitorar o nível de óleo constantemente através de sensores mínimo e máximo. Aqui é indicada ainda a interação com os sistemas de segurança do forno, chegando se necessária a uma purga completa do forno com nitrogênio. Sempre e ainda mantendo em nosso check list de trabalho que não é possível retirar os riscos na totalidade em qualquer atividade, mas a busca e atualização para minimização destes são constantes e necessárias. Para fechar esta coluna, gostaria de indicar que a maior incidência ou maior criticidade em potenciais acidentes do tema óleo de têmpera, ocorrem quando há o preenchimento de tanques com óleo novo ou em seu reaquecimento e também e principalmente em casos em que temos fornos com tanque incorporado a análise do teor de água deve ser feita periodicamente e obrigatoriamente a cada vez de retorno de operação. Sinceramente espero ter contribuído para nossa conscientização e ação contínua. Peço ainda contribuição de todos os colegas e amigos em termos de sugestões críticas para o aprimoramento e temas desejados para esta coluna. IH Referências As referências desta coluna encontram-se on-line, em www.revistaih.com.br/coluna/meio-ambiente-e-seguranca-riscos-de-incendio-com-oleo-de-tempera-em-processos-termicos.

Antonio Carlos Gomes Jr. Engenheiro Metalurgista pela Faculdade de Engenharia Industrial (FEI); Técnico em Eletromecânica (ETE Getúlio Vargas) MBA Gestão Empresarial, Mestrando pelo IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo). Administrador da unidade da Aichelin Group GmbH na América do Sul - A Sistemas de Tratamentos Térmicos Ltda. É professor da Faculdade de Engenharia de Sorocaba (FACENS) desde 2011 na disciplina de Processos de Fabricação.

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Coluna: Metalografia Berenice Anina Dedavid | berenice@pucrs.br

Metalografia de Ligas de Alumínio de Fundição

igas de alumínio de fundição são utilizadas para a fabricação de uma série de componentes para a indústria automotiva, náutica e aeronáutica. São adequadas a quase todos os processos convencionais e não convencionais de fundição (incluindo os processos near net shape como: die casting, squizee casting, reofundição e investment casting) [1]. Entre as ligas que apresentam as melhores características de fundição encontram-se as da série AA 3XX.X, sendo o silício o constituinte majoritário da série. O silício, como elemento de liga, promove o aumento da fluidez no estado líquido, através da diminuição da tensão superficial do banho, reduz a ocorrência de trinca à quente e diminui a contração térmica, motivos pelos quais a maioria das peças fundidas em alumínio pertencem á série AA 3XX.X [2]. A microestrutura bruta de solidificação das ligas binárias Al-Si é formada por dendritas Al-α, partículas primarias equiaxiais de silício (tipo plaquetas), agulhas pré eutéticas Al5FeSi e script chinese formada com Al15(Mn,Fe)3Si2, como mostra a Fig.1. As agulhas, assim como as plaquetas de silício de maior tamanho, diminuem drasticamente a ductilidade do material. Agentes modificadores como sódio, estrôncio ou antimônio são adicionados ao banho entre 0,005 e 0,02% em peso, para promover alterações no crescimento das plaquetas de silício, que passam a exibir uma morfologia mais refinada, o que contribui para o aumento da ductilidade das ligas Al-Si [3]. Além do silício, outros elementos como o cobre e o magnésio podem ser adicionados para aprimorar algumas propriedades tecnológicas e acrescentar outras as ligas da série AA 3XX.X. O magnésio torna as ligas alumínio-silício endurecíveis por precipitação com o

tratamento térmico de solubilização seguido de envelhecimento. Entre as ligas alumínio-silício-magnésio cabe destacar a AA 356.0 e a modificada AA A356.0, preferenciais para os processos die casting e investment casting. Na nomenclatura o dígito zero, colocado após o ponto, indica tratar-se de um produto, isto é, peça ou componente. A composição standard da AA 356.0 é formada de 6,5-7,5% de silício e 0,25-0,45% de magnésio, além de outros elementos como o ferro (até 0,5%), cobre (até 0,25%) e manganês (até 0,35%), podendo ainda conter zinco e titânio como refinadores de grão. Entre os produtos atualmente fabricados com a liga AA 356.0 encontram-se basicamente peças com geometrias complexas apresentando seções delgadas, requisitos de estanqueidade e tolerâncias críticas. A microestrutura da liga AA 356.0, semelhante à microestrutura das ligas binárias Al-Si, é formada por dendritas primárias Alα, cristais tipo plaquetas de silício na fase eutética, agulhas Al5FeSi de formação pré-eutética e Al15(Mn,Fe)3Si2 na forma de script chinese, além de partículas dispersa de Mg2Si. Para taxas diferenciadas de solidificação a liga apresentará microestrutura característica, compatível com a velocidade de resfriamento. Na microestrutura da liga AA 356.0, solidificada com altas taxas de resfriamento, se observa com freqüência a presença do microcostituinte Al8FeMgSi , o que não ocorre quando a liga é solidificada com taxas mode3 6 radas ou lentamente [4]. Peças complexas do ponto de vista do processo de fundição, contendo simultaneamente paredes delgadas e espessas, apresentam uma microestrutura diferenciada não homogênea. É evidente que variações microestruturais em uma mesma peça comprometem o desempenho mecânico do componente, podendo em alguns casos

Fig. 1. Micrografia óptica da liga eutéticas Al12Si solidificada em molde metálico. O ataque foi realizado por imersão, durante 4 segundos no reagente contendo 0,5% de HF diluído em água destilada. Para a observação e o registro optou-se por aumentos de 100X(a) e 500X(b). A figura (b) mostra detalhes de uma grande plaqueta de silício, agulhas Al5FeSi e script marrom mais claro corresponde a Al15(Mn,Fe)3Si2 (acervo: CEMM-PUCRS)

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Coluna: Metalografia Berenice Anina Dedavid | berenice@pucrs.br

Treinamento em

VENDAS INDUSTRIAIS Fig. 2. Imagem no modo BSE da liga AA 356.0 solidificada em molde cerâmico (investment casting), planificada por lixamento e polida, sem ataque químico. Observa-se em (A) a matriz Al-α; em (B) agulhas longas do pré-eutético Al5FeSi (bem mais claras); em (C) a formação eutética com silício e chinese script Al15(Mn,Fe)3Si2 (mesmo tom de cinza); e, em (D) Al8Mg3FeSi6 , onde os pontos brancos são Al2Cu e os pretos Mg2Si ( acervo: CEMM-PUCRS)

ser corrigido com tratamento térmico adequado. No tratamento térmico de solubilização seguido de envelhecimento artificial recomendado para a liga AA 356.0 (têmpera T6; ASTM B917/B917M-2001; [5,6]), ocorrem modificações macro e microestruturais na estrutura bruta de solidificação, isto é, a modificação do tamanho de grãos e a solubilização de alguns microscostituintes. Agulhas Al5FeSi e o script Al15(Mn,Fe)3Si2 ainda permanecem, observa-se alterações na morfologia das partículas de silício, como o arredondamentos das extremidades e a solubilização do microscostituinte MgSi, que precipita disperso na matriz durante 2 o envelhecimento, endurecendo o material. Mas, como identificar os microstituintes da liga AA 356.0 utilizando a metalografia? Parece ser consenso entre os metalógrafos que revelar, tanto a macro como a microestrutura dos metais é um ciclo vicioso de sucessos e fracassos. Frequentemente torna-se necessário a realização de experimentos sistemáticos para garantir a reprodutibilidade de um ataque químico, levando muitos iniciantes à desistência. Porém, no caso das ligas de alumínio silício existem reagentes consagrados que garantem muito boa reprodutibilidade e que são de fácil aplicação, entre eles destacam-se os reativos de Tucker e de Keller ideais para macrografia e, o reativo formado com ácido fluorídrico diluído em água para micrografia. O reativo de Tucker, também conheci-

do como água régia fluorada, é uma solução de HNO3, HCl e HF na proporção de [1:3:1], diluído ou não em poções variáveis de água destilada é utilizado para revelar a macroestrutura do alumínio puro e de alguma ligas contendo silício [3]. Já o reativo de Keller (2,5 ml de ácido nítrico, 1,5 ml de ácido clorídrico e 1,0% de ácido fluorídrico diluídos em 95 ml de água destilada) é recomendado para as ligas de alumínio com baixos teores de silício. Para a micrografia o reagente mais utilizado é o composto de ácido fluorídrico diluído em água destilada em concentrações que podem variar de 0,3-5%, que é de fácil preparação e de boa reprodutibilidade, mas, nem sempre diferencia todos os microconstituintes presentes [3]. A microscopia eletrônica de varredura no modo elétrons retroeaspalhados (BSEBack Scattered Electron) que diferencia os níveis de cinza da imagem pelo número atômico, aliada a microanálise por EDS (Energy Dispersive Spectrometry) constitui-se uma alternativa para diferenciar alguns dos microscostituintes presentes nas ligas da série AA 3XX.X. Porém, tanto a imagem por BSE quanto a microanálise apresentam suas limitações ao diferenciar a composição de um ou outro microconstituinte presente. Precipitados e fases das ligas binárias Al-Si e da AA 356.0 geralmente possuem composições muito próximas entre si ou da matriz, o que torna a formação dos contrastes da imagem por BSE difícil, como mostra a Fig. 2.

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Coluna: Metalografia Berenice Anina Dedavid | berenice@pucrs.br

(a)

(b)

vários microcostituintes. A formulação é simples, de fácil manuseio e utilização, constitui-se de 4 g de permanganato de potássio, 1g de hidróxido de sódio em 100 ml de água destilada, além disso, tem boa repetibilidade, requisito essencial para um bom ataque metalográfico. O reativo de Weck pode ser utilizado para observações em sistemas ópticos simples, contudo, com luz polarizada produz contrastes bem mais acentuados [7]. Para ilustrar melhor o exposto, a Fig. 3 mostra a microestrutura de uma amostra solidificada em molde cerâmico da liga AA 356.0, revelada com o reativo de Weck. Nas Figuras (a) e (b) a amostra foi imersa com agitação, por quatro segundos, no reativo de Weck, depois lavada com água destilada e seca. Nas Figuras (c) e (d) a amostra sofreu um ataque duplo: primeiro foi mergulhada em 3% de HF diluído em água, por dois segundo e depois de lavada e seca ao ar, mergulhada por mais dois segundos no reativo de Weck, ambos na temperatura ambiente. Em resumo, boas micrografias para as ligas de alumínio da série AA 3XX.X podem ser facilmente obtidas com o reativo de HF+ água destilada e o reativo de Weck. Porém, é importante lembrar que o principal requisito para o sucesso de um ensaio metalográfico não depende só da escolha do reativo, mas, essencialmente da preparação da superfície a ser revelada, que deve estar plana, bem polida e limpa. IH Referências

(c)

(d)

Fig. 3. Micrografias ópticas da liga AA 356.0 solidificada em molde cerâmico (investment casting). Em (a) ataque por imersão no reagente de Weck, na temperatura ambiente por 4 segundos. A observação e o registro foram realizados em aumento de 100x, onde se observa a formação dendrítica (escura) e interdendritica (clara); agulhas longas do pré-eutético Al5FeSi (cinzas), chinese script (marrom claro) Al15(Mn,Fe)3Si2 e, ainda plaquetas de Silício na região interdendítica. Em (b) detalhe da imagem (a) em aumento de 500x, mostrando a morfologia das plaquetas de silício e das agulhas pré-eutéticas. Em (c) imagem com aumento de aumento de 200x, com ataque duplo: imersão por 2 segundos em (3%HF + água) seguido de mais 2 segundos em imersão no reativo de Weck. Na figura (c) foi utilizada luz polarizada para distinguir agulhas Al5FeSi pré-eutéticas (claras) da matriz Al-α e da formação eutética (cinza). Em (d) detalhe da imagem (c) aumento 500x, em luz normal onde se distingue agulhas Al5FeSi pré-eutéticas (claras) e a formação eutética marrom escuro sobre a matriz Al-α (acervo: CEMM-PUCRS)

De maneira semelhante, a microanálise por EDS, por ser considerada uma analise química qualitativa também não produzirá respostas exatas, para diferenciar um microcostituinte do outro, sem que se tenha conhecimento prévio das condições de solidificação e possíveis tratamentos térmicos sofridos pela amostra. Além disso, a segregação dendrítica é impossível de ser identificada com o microscópio eletrônico de varredura nos modos convencional de formação da imagem e constitui-se fator importante quando se trata das propriedades mecânicas de peças fundidas. Ataques coloridos podem ser uma boa opção para ressaltar a segregação e os microconstituinte das ligas da série AA 3XX.X. O reagente de Weck, por sua vez, pode ser uma boa escolha, pois, revela através do contraste colorido a segregação dendrítica e diferencia 38 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

1. Associação Brasileira do Alumínio http://www.abal.org.br/industria/ introducao.asp. Acessado em outubro de 2012 2. Suareza, M.A. et al. Study of the Al-Si-X System by Different Cooling Rates and Heat Treatment. Materials Research. 2012; 15(5): 763-769. 3. Kramel,M., Verran, G. O. Efeito da temperatura de vazamento e da qualidade do banho na fluidez das ligas Al-Si. FS. Fundição e Serviços, v. 58, p. 58-66, 2010. 4. ASM, Metals Handbook: vol. 9: Metallography And Microstructure, American Society for Metals, metals Park, Ohio,USA, 1985 5. Backerud, L., Chai,G., Tamminen, J. Solidification Characteristics of Aluminum Alloys. vol.2. Foundry Alloys American Foundrymen’s Society, Inc., 1990. [5]Classificação das têmperas nas ligas de alumínio. http:// www.revistaih.com.br/artigo/classificacao-das-temperas-nas-ligas-de-aluminio .Acessado em setembro de 2012. 6. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, ASTM. Standard Practice for Heat Treatment of Aluminum, Alloy Castings from All Processes. B 917/B 917M 01, West Conshohocken, PA, USA, 2001. p. 1-11. 7. Van der Voort, G., The Aluminum Silicon Phase Diagram and Eutectic Modifications. http://www.georgevandervoort.com/met_papers/ Aluminum/Al_Si_Phase_Diagram.pdf. Acessado em abril de 2012.

Berenice Anina Dedavid Graduada em Física pela UFRGS, Mestre e Doutora em Engenharia pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e Materiais (PPGEMM). Professora titular da PUCRS. Coordenadora do Centro de Microscopia e Microanálise da PUCRS e o LAMETTLaboratório de Metalografia e Tratamentos Térmicos. Experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Solidificação, atuando em Microscopia Eletrônica, Ligas Leves e Nanoestruturas.

Coluna: Metalurgia do Pó Fernando Iervolino | contato@metalurgiadopo.com.br

A Metalurgia do Pó no seu Dia a Dia

vida moderna nos proporciona uma série de produtos que facilitam as nossas atividades cotidianas ou nos permitem usar equipamentos para o lazer e o esporte. Muitos destes produtos possuem componentes feitos através da Metalurgia do Pó, sendo que em alguns casos esta técnica é a única economicamente viável. Importante: Após a leitura deste texto, o leitor constatará que em todos os casos apresentados são empregadas também outras tecnologias tais como usinagem, estamparia, injeção, fundição, forjamento e materiais plásticos. O que chama a atenção é que todas estas tecnologias são conhecidas do grande público, enquanto que a Metalurgia do Pó, mesmo com sua evidente importância, é pouco conhecida por nossos engenheiros, professores e alunos. Vamos ver alguns exemplos? Nas residências, nos liquidificadores e ventiladores que possuem buchas autolubrificantes sinterizadas, interruptores de luz que possuem contatos com ligas com alto ponto de fusão, filamentos de tungstênio das lâmpadas, peças para equipamentos de jardinagem, fechaduras, imãs para decoração ou fechamento de portas, componentes para compressores utilizados em geladeiras e ar condicionado, materiais cerâmicos como baixela de pratos. Nos veículos, as bielas, engrenagens e peças de motor, componentes da suspensão e câmbio, itens de segurança crítica como os pistões e válvulas de amortecedores, e pigmentos para pinturas metálicas aplicadas no veículo. Na bricolagem, com peças de aço e engrenagens utilizadas em furadeiras, serras elétricas, lixadeiras e demais ferramentas elétricas. Na indústria, com eletrodos de solda, pastilhas de metal-duro para usinagem, blanks de metal-duro, aço-rápido e aço-ferramenta sinterizados cujo desempenho e vida são superiores aos aços convencionais. Na medicina, onde materiais sinterizados são utilizados na

confecção de próteses, e na odontologia onde aparelhos ortodônticos e pinos para próteses também são fabricados através da metalurgia do pó. Ainda na medicina, a tecnologia do pó é utilizada na fabricação de comprimidos para medicamentos. Nos bens de consumo como caixas de relógio, teclados de celular, armações de óculos e contra-peso para vibra-call, imãs para uso em alto-falantes e motores elétricos, chapas de cobre com alta pureza para capacitores eletrolíticos utilizados em produtos eletrônicos, e materiais magnéticos para motores e atuadores elétricos. Na aviação em rotores de turbina e sistemas de trem de pouso, onde o metal sinterizado é utilizado devido à sua estrutura extremamente homogênea e desempenho acima de qualquer outro material metálico. Nos pães onde uma determinada quantidade de pó de ferro enriquece o alimento, permitindo assim reduzir a possibilidade de anemia no corpo humano. No tratamento de água onde o pó de ferro é empregado na redução de metais pesados, e no tratamento de gases e fluídos, com a utilização de filtros metálicos de bronze e aço inox. Quer saber mais sobre esta técnica? Convido a visitar a página www.metalurgiadopo.com.br. IH

Fernando Iervolino Engenheiro mecânico com MBA em Gestão de Empresas pela FGV. Powder Metallurgy Technologist pela MPIF (USA), coordenador e co-autor da obra “A Metalurgia do Pó” (2009), atuando com Metalurgia do Pó desde 1990 nas empresas Qualisinter, Metalpó, Grupo Setorial de Metalurgia do Pó e Höganäs, nas áreas de P&D, projeto, automação e marketing.

Fig. 1. Peças que são produzidas com a metalurgia do pó. Grande parte dos utensílios domésticos, bens de consumo, veículos, entre outros utilizam essa tecnologia

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Coluna: Mobilidade Urbana João Carmo Vendramim | vendramim@isoflama.com.br

Bicicleta, Cidadania e Sustentabilidade - Parte 2

sociedade começa um movimento de conscientização lenta e gradual para os temas que afetam a sua qualidade de vida. Um desses temas é a questão da mobilidade sustentável que cresce mais rapidamente naqueles locais onde o adensamento urbano é desordenado e compromete seriamente a mobilidade dos cidadãos e cidadãs. E também a sustentabilidade direcionada a produtos e serviços certificados com o “selo verde”. A população mostra interesse em encontrar alternativas de mobilidade de baixo custo, eficiente, saudável e sustentável. A bicicleta é uma das alternativas “sustentáveis” de melhores resultados naquelas cidades que implantaram um sistema bem desenhado, planejado e integrado ao transporte público. E outras opções, por exemplo, a bicicleta elétrica, skate e patins. Os grandes centros urbanos podem ainda apresentar dificuldades adicionais na mobilidade relacionada à má conservação da pista de rolagem, mal planejamento na construção de rotas do transporte público, ausência de sinalização entre outros. Como ilustração dessa situação onde o gestor público opta pela solução mais fácil e em direção contraria ao bom senso, vale a pena citar o péssimo exemplo da cidade de Balneário Camboriú, Santa Catarina, onde um vereador e o presidente da Câmara de Vereadores identificaram a bicicleta, skates e outros meios alternativos de transporte como responsáveis pelas dificuldades do trânsito local. A solução dada pelos vereadores foi criar um projeto para desestimular o uso das bicicletas, skate e demais meios alternativos impondo restrições ao uso e sujeitando à multa e apreensão. Projeto estapafúrdio, sem sintonia com uma realidade que busca solução em direção oposta e falta de base legal por contrariar a Constituição Federal, pois o Código de Trânsito Brasileiro e, principalmente, a Lei 12587 Política Nacional de Mobilidade Urbana, estabelece que a competência para legislar sobre o tema é da União Federal (artigo 22 da Constituição Federal). Esse caso dá a real dimensão das dificuldades, falta de vontade política e desafios para mudar uma realidade urbana dinâmica em consonância com o conceito de entropia e dialética - “tudo que é sólido se desmancha no ar” - que oprime o cidadão dos grandes centros urbanos e contribui para a redução da qualidade de vida. O automóvel na sociedade mudou completamente a relação do cidadão com o ambiente, tornando possível acessar quaisquer espaços de maneira cada vez mais rápida. E com o surgimento do avião e a operação em escala global não existiriam lugares desconhecidos no nosso planeta. E conforme crescem a frota de automóvel e rotas de avião surgem problemas como poluição, congestionamentos e comprometimento da capacidade de deslocamento no espaço urbano com tempo ideal, confortável e seguro. O automóvel parecia ser a resposta no início do século 20 para melhorar a mobilidade, porém com o crescimento das populações urbanas somado à incompetência e miopia da gestão pública isto resultou na paralisia do trânsito, desperdício de tempo, combustível, stress, problemas ambientais de poluição atmosférica, sonora e ocupação desordenada do espaço público. A mobilidade ur-

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bana sustentável compreenderia a implantação de transportes públicos coletivos de “ônibus limpos” (elétricos), sistemas sobre trilhos, metrôs, bondes modernos e integrados com ciclovias, ciclofaixas, esteiras rolantes, teleféricos (Medelin, Colômbia), sistemas com bicicletas públicas. Além disso, demandaria calçadas confortáveis, niveladas, sem buracos e obstáculos, ciclovias e ciclofaixas desobstruídas como mostra o bem humorado vídeo de protesto na cidade de Nova York em <http://www.youtube.com/watch?v=bzE-IMaegzQ >, diferente da cidade de Camboriú/SC, que opta por punir o cidadão. Quanto à “sustentabilidade” com foco em produtos e serviços existe uma demanda crescente destes com o carimbo “selo verde” em razão dos problemas ambientais. Empresas apostam na “sustentabilidade” como bandeira de marketing para colar nos produtos uma imagem de comprometimento com a produção “sustentável”, porém sem critérios claros, apenas apelos visuais ou informações pela metade que induzem o consumidor para conclusões incorretas do produto, ou serviço. Esse fenômeno é conhecido como “greenwashing” (maquiagem verde), estudado pela consultoria canadense “Terra Choice” que classificou em sete categorias, ou de “sete pecados” da rotulagem ambiental. Vale a pena reproduzir, resumidamente, a elucidativa matéria produzida pela revista “ProTeste”, março 2013, para esses pecados da rotulagem ambiental, quais sejam: 1) Falta de prova: o produto informa ser ambientalmente correto, mas não existe informação em rótulo e/ou “site” do fabricante embasando a informação; 2) Custo ambiental camuflado: o produto se diz “verde” pela origem, porém os processos de fabricação geram resíduos de impacto ambiental; 3) Culto aos falsos rótulos: as palavras ou imagens produzem no consumidor a impressão de endosso de uma “terceira parte” que na realidade não existiria; 4) Incerteza: declaração abrangente tipo “100% natural” de um produto. O que isso significaria na prática? 5) Menos pior: o carro movido com álcool melhor, em termos de menos poluição, que carro a gasolina. Os catalisadores atuais nivelam os produtos da combustão, independente se álcool, ou gasolina; 6) Irrelevância. Declaração sem importância, por exemplo, produto “verde” porque em “alumínio reciclável” que, como se sabe de antemão, é mesmo reciclável; 7) Mentira: declarações ambientais falsas que não são confirmadas quando pesquisadas. Fique atento para cobrar politicas públicas em prol da mobilidade sustentável, de maneira geral. Exercite cidadania. IH

João Carmo Vendramim Especialista em tratamentos térmicos, formado em engenharia metalúrgica pela Escola de Engenharia de Mauá, em São Caetano do Sul - SP, com mestrado pela Unicamp. Trabalhou por vários anos na Brasimet. Diretor Técnico e Comercial na Isoflama Indústria e Comércio de Equipamentos.

37º Aniversário

Coluna: Mobilidade Urbana

Três décadas e ainda andando forte João Carmo Vendramim | vendramim@isoflama.com.br

Forno a vácuo com carregamento vertical pelo fundo com área livre de 3250mm de diâmetro x 2100mm de altura, para tratar peças de titânio de 7 toneladas a 1315°C, equipado com uma câmara quente ALL-METALLIC.

Parabéns aos clientes G-M e aos empregados G-M Em mais de 37 anos a G-M ENTERPRISES desenvolveu, projetou e fabricou fornos a vácuo e fornos de recobrimento VPA no estado da arte, com performance e qualidade superior, para atender os requisitos demandados pelo mercado.

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Suresh Jhawar e os empregados da G-M gostariam de agradecer às empresas e clientes que nos apoiaram e contribuíram para o sucesso apresentado nas últimas três décadas.

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Coluna: Pesquisa e Desenvolvimento Fred Woods de Lacerda | fredlacerda@yahoo.com.br

O Estado da Arte da Pesquisa Industrial na Área dos Fabricantes de Autopeças

do Fiorini, editor desta revista, convidou-me para criar uma coluna nesta conceituada publicação, aliás, para todos nós Siderurgistas, portadora de um sugestivo título “Industrial Heating”. Para que eu pudesse me entrosar com as diretrizes da revista, nosso editor teve a gentileza de me enviar as três últimas edições da mesma. Após uma imediata leitura geral, em primeiro lugar constatei que já existem cerca de nove colunistas colaborando com a revista, tal como foram apontados no índice dos assuntos que desenvolveram, como se pode ver na página 8 da edição Jul a Set 2012. Foi bom ler primeiro estas páginas. Terei o maior prazer para somar meu trabalho a esta iniciativa da revista. Vejo então este convite como mais um passo julgado oportuno por seu editor. A revista, pelo que pude assimilar, tem um conteúdo sempre diversificado, assim constatei nos três exemplares que recebi. Pretendo então observar o pulsar da PI (Pesquisa Industrial) no setor siderúrgico como um todo, e em particular no setor de Autopeças, pois os artigos técnicos que têm sido publicados demonstram um grande avanço neste terreno. Para seus leitores isso já é conhecido, mas é interessante observar como o conteúdo da revista é oxigenado de forma permanente, noticioso e cheio de informações. Passarei então a ser um deles, um observador analisando o crescimento da PI no setor, não apenas espacialmente, mas principalmente, qualitativamente, tendo em vista o interesse que isso desperta, pois demonstra ao setor comprador de autopeças a excelência do estado da arte da PI nas empresas que as produzem. Empolgado aos poucos com este dinamismo desta publicação, e conversando ainda mais recentemente com Udo Fiorini, informei que o assunto que eu gostaria de abordar seria então em torno da história da siderurgia brasileira, com ênfase na PI. Assim estarei me inserindo nos objetivos da revista, sem destoar do excelente tom com o qual contribuem os profissionais do setor, com um nível técnico muito avançado. Vale ressaltar que todas as revistas, de uma forma ou outra, exibem anúncios. Foi interessante observar os anúncios publicados na Industrial Heating e concluir que são fruto do trabalho de quem realmente entende do que está vendendo, seja na PI ou na condução e pesquisa sobre os processos que darão o tratamento final às autopeças. Ao folhear a revista, os anúncios revelaram que a PI foi de fato usada para projetar e construir estes equipamentos, entrosadas com as pesquisas que geraram tecnologias e técnicas nas fábricas de autopeças. Apreciei muito, em particular, dois artigos técnicos; um sobre refratários e outro dissertando sobre a siderurgia, porque foram ao encontro da experiência de minha formação. Com sua coluna em uma das suas edições, Udo Fiorini informou aos seus leitores que um novo Pioneiro colaboraria com a revista, e ele mesmo mencionou que eu pendia mais para tratar desta minha

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predileção, pela PI. A propósito, ofereci à biblioteca da revista um exemplar de minha dissertação de mestrado no HCTE/UFRJ (História das ciências e das técnicas e epistemologia, na Universidade Federal do Rio de Janeiro), sobre a história da pesquisa na siderurgia, registrada no final da coluna [1], bem como uma cópia digital do documento. Aliás, esta colaboração com a revista será para mim uma nova fonte de saberes e um grande apoio intelectual para ser uma das alavancas de um doutorado em andamento. Este ambiente da revista trará consigo uma adicional oxigenação de ideias, e assim agradecer ao seu editor e dizer que a oportunidade de colaborar com esta publicação veio em boa hora. Com muita satisfação estudarei em particular a história da PI na área de produção de Autopeças, um trabalho à parte, que posteriormente buscará um ninho apropriado, de forma a uni-la com a memória da PI na Acesita (Companhia de Aços Especiais Itabira), onde ingressei na década de 50. Além de produzir o aço especial para o setor de Autopeças, a empresa também supria os fabricantes de motores elétricos, com as chapas de aço silício de grão orientado, e em muitos casos esboços de peças de aço, como virabrequins, produzidos em sua forjaria. O aço inox foi produzido fora de hora, a demanda só viria mais adiante. Tendo em vista que a IH tem como principal objetivo expor a pujança do setor de autopeças, lutar por ele quando necessário e sempre divulgar os os avanços tecnológicos e técnicos por parte de seus membros. Udo Fiorini disse muito bem algo assim nesta linha, na coluna Tecnologia, assunto que também me é muito caro, na página 12 (edição Abr a Jun 2012). Enfim, as colunas já provaram que em si são necessárias, e cada uma busca um nicho próprio. Tal como em meu caso, que se baseia no fato de que se não conhecemos a nossa história da PI, então, como falar das qualidades do produto final pelo uso da mesma. Aliás, as empresas do setor já devem estar conscientizadas de que já estão escrevendo a história de amanhã. Agradeço a Udo Fiorini por sua confiança, já amigavelmente demonstrada. Espero que os leitores se acostumem um pouco com quem já pegou este trem do progresso crescendo razoavelmente, nos idos da década de 50 do século passado, em um país ainda pouco industrializado. Passando a outro ponto, vamos deixar prudentemente o início mesmo das discussões que a coluna apresentará na próxima edição, mas uma previsão do tempo sempre ajuda. Como peixes de um cardume, os engenheiros sempre procuram a verdade. O engenheiro deve antes de tudo ter a noção do que uma coisa é falar afirmativamente, consciente sobre o que aprendeu a fazer, como se isso bastasse. Mas isso é somente uma base, então ele deve preferir progredir com suas pesquisas, para ser categórico, cada vez mais, em sua carreira profissional. Além disso, não esquecer que no meio de nossas atividades, as tempestades econômicas surgem sem maiores previsões. As manobras no mercado mundial de aço estão cheias de

Coluna: Pesquisa e Desenvolvimento Fred Woods de Lacerda | fredlacerda@yahoo.com.br correntes competidoras que se digladiam duramente. No nosso próprio país estas refregas locais existem, e acho que nisso sou doutor. Entre outros confrontos, lembro bem o que era o tempo “em que todos gritavam e ninguém tinha razão”, um pensamento que descreve fielmente a época em que o detestável CIP (Controle Interministerial de Preços) funcionava a todo vapor. De qualquer maneira assim é que finalmente cheguei aqui, são e salvo, para colaborar com a IH. Meu lema agora é “Quem conhece o passado entende melhor como resolver os problemas do presente. Então ele visualiza o futuro com mais lucidez, sem exageros”. Finalizando, neste primeiro ensaio nesta coluna, não esqueci as coisas boas, e os exemplos seriam muitos, então por aí vão três que merecem ser para sempre lembradas. A POLI, Escola Polytechnica, foi fundada em São Paulo, em 1893. Paula Souza [2], seu idealizador e fundador, criou nela um Gabinete de Materiais. Nele trabalharam os pesquisadores da POLI, evolucionando sempre, então, desligaram-se da mesma em 1899 e ali perto fundaram o futuro IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo), ainda com o nome de Gabinete de Materiais. Ali na POLI também teve início um centro de pesquisas de fundição, por muitos anos. Sabe-se também que Paula Souza preconizava desde então o que aprendera na Europa, e quem relatou isso foi o grande pesquisador de Mecânica dos Solos, Milton Vargas, formado na POLI, que era “Aulas pela manhã, e laboratório à tarde” [1]. Assim é bom divulgar que na década de 50 não estávamos mais numa ilha cercada intelectualmente por nuvens cinzentas. O IPT tornou-se um ícone para nós siderurgistas. A Pesquisa Industrial tevê suas raízes pelas mãos dos engenheiros ingleses que vieram com Mauá, para trabalhar na construção das suas ferrovias, conhecendo a PI que vigia na Inglaterra, desde que Henry Bessemer patenteou seu processo de fabricação de aço, em 1856. Outro fator de progresso foi a atitude de membros do IPT que saíram do Instituto para criar a ABM (Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração), entidade à qual pertenço, com muito orgulho de ser sócio da mesma, desde 1956. Falarei muito mais sobre a Acesita, na próxima coluna, minha alma mater, porquê ali sosseguei com o direcionamento de minha carreira, operávamos um conversor Bessemer, e isso traz muitas histórias à tona. Só depois do fim da 2ª Guerra Mundial veio o LD (conversor ou processo LD - Linz Donawitz, nome das duas cidades da Áustria onde foram utilizados primeiramente em 1952/3). Este primeiro contato com os leitores, logo se pode ver, está divulgando pequenos esclarecimentos, pois sou da velha guarda, com os pés ainda fincados no setor, como consultor, e assim pude conhecer exatamente a mais velha guarda, quando a Belgo Mineira trouxe oxigênio à siderurgia que nascia, fabricando aço no Brasil. Amaro Lanari Júnior foi mais tarde presidente

Reformas, Manutenções e Painéis Elétricos

Resistências e Bancos de Aquecimento

da Acesita, quando nela ingressei, por isso passei pela escola dele, que preconizava o uso da PI, para crescer e formar raízes. Permitam então que me apresente melhor. Fiz um Mestrado entre 56 e 58, em Metalurgia, com ênfase na área de Refratários, pela falta quase absoluta de especialistas em refratários no Brasil. Isso se passou em Rutgers, Universidade Americana fundada em 1776, cujo titulo é “The State University of New Jersey”, em New Brunswick, na Pensilvania, EUA. No centro de pesquisa que ali existia na época, foi desenvolvida a ogiva refratária com alta-alumina, permeável aos sinais eletrônicos dos aparelhos de navegação dos foguetes terrestres de longo alcance. Recentemente estive lá e encontrei tudo mudado. No edifício de química e de seus laboratórios, onde estudei, hoje só se pensa em nanotecnologia. Falarei também sobre como começaram, na década de 50, a São Caetano, a Magnesita e a Togni, que eram três jovens empresas desabrochando, e a AREMINA, que trabalhava mais para fornecer refratários às fábricas de vidro. Estamos no século XXI e tudo isso pode produzir muita história. Mas a que queremos contar é positiva, criada pelos que construíram os alicerces da PI. Na realidade sempre falo em nome de uma dobradinha, firmada pelos engenheiros de produção e os engenheiros de Pesquisa Industrial. Embora simplificadamente, o problema de quem produz o aço é o campo de ação do pesquisador. O acerto deste último, preferencialmente com muita inovação, será a solução de quem produz, e com isso ganhar e manter mercados. E assim temos um perene processo de trabalho com a PI, que em si sempre será circular. IH

Referência 1. “A História da fabricação do ferro no Brasil, desde 1550, e a importância da pesquisa industrial para a produção de aço, após 1922” - HCTE/ UFRJ (História das Ciências e das Tecnologias, e Epistemologia - UFRJ), 2. Professor, Doutor, Antônio Francisco de Paula Souza (1843-1917). Ler a Fonte “Escola Politécnica - Cem anos de Tecnologia Brasileira”, existente na Biblioteca da USP, São Paulo, SP.

Fred Woods de Lacerda Formado em Engenharia Civil pela UFPR - Universidade Federal do Paraná. Tem grande experiência na área siderúrgica, com passagens na então Acesita e CAEMI, entre outras. Gerenciou fábricas de refratários na instalação e posterior produção no Brasil. De 1973 a 1982 foi secretário geral do IBS - Instituto Brasileiro de Siderurgia, hoje Instituto Aço Brasil. Nesta função acumulou o cargo de secretário regional do ILAFA, Instituto Latino Americano del Fierro y Acero.

Queimadores e Sistemas de Combustão

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Fornos e Estufas Industriais

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Coluna: Siderurgia Antonio Augusto Gorni | agorni@iron.com.br

O Santo Graal Siderúrgico: Direto do Aço Líquido ao Produto Final

fundição é o processo mais intuitivo, econômico e mm de espessura, acoplada diretamente a um laminador de tiras rápido para se fabricar componentes metálicos – não a quente. Essa nova abordagem, na prática, viabilizou a produção é a toa que ele é usado desde a antiguidade. Contude bobinas a quente diretamente do aço líquido, dispensando o do, nem sempre as características do produto fundireaquecimento das placas. do satisfazem plenamente os requisitos mecânicos e Essa vantagem, contudo, tem seu custo: o produto obtido tenfísicos solicitados. Nesse caso é necessário agregar outros processos de a apresentar qualidade superficial e interna inferior aos obtidos dentro da cadeia de manufatura do componente, como a conforpela rota convencional, limitando-se até hoje a produtos menos mação mecânica e tratamento térmico. A necessidade contínua de sofisticados. Ainda assim, esse novo conceito econômico de produotimização e produtividade tornou a fundição próxima do produto ção de aços planos ganhou aceitação em vários países ao redor do final (near shape casting) um dos objetivos capitais da metalurgia globo - exceto, curiosamente, no Brasil. moderna. A aplicação desse conceito na fabricação de produtos siNovos avanços continuam ocorrendo nos laboratórios e insderúrgicos planos é particularmente complicada, em função da alta talações piloto. O conceito de lingotamento em correia (belt cascapacidade calorífica do ferro e sua relativa baixa condutividade ting) ou com rolos gêmeos (twin roll caster) estão se mostrando térmica, as quais retardam sua solidificação. promissores na produção de tiras fundidas com 1 a 15 mm de espesEsta é basicamente a razão pela qual o aço líquido tinha que ser sura - excepcionalmente finas, mas que ainda não dispensam uma vazado em lingotes com algumas dezenas de toneladas de peso e esetapa final de laminação a quente para melhorar suas propriedapessuras da ordem de 400 a 600 mm des. E, de acordo com as conclusões nas primeiras grandes usinas integraA necessidade contínua de otimização de um trabalho cooperativo entre das de produtos planos do início do a Universidade Tecnológica Clause produtividade tornou a “fundição século XX. Os lingotes obtidos, por thal e a usina alemã Salzgitter, esta próxima do produto final” um dos obsua vez, tinham de ser reaquecidos é a única alternativa viável para se até temperaturas em torno de 1250jetivos capitais da metalurgia moderna produzir o moderníssimo aço TWIP, 1300°C para serem laminados nas com até 25% de manganês. chamadas placas, semi-produto com Este aço avançado com alta re180 a 300 mm de espessura. sistência mecânica e níveis inéditos de ductilidade, promovidos Após seu resfriamento e inspeção de qualidade, as placas eram por plasticidade induzida por maclação, certamente possui futuro novamente aquecidas a 1200°C para se proceder à laminação a brilhante na área automotiva. Portanto, há uma tendência lenta, quente que daria origem aos primeiros produtos siderúrgicos comas inexorável, do abandono do uso da conformação mecânica merciais, como chapas grossas e bobinas, com espessuras variando para meramente reduzir a espessura dos laminados planos. Mas seus entre 5 e 150 mm e 2 a 15 mm, respectivamente. Como se vê, era outros efeitos ainda são insubstituíveis. um processo relativamente longo e onde não só se desperdiçava o A laminação a quente refina a microestrutura, caldeia os vacalor contido no aço líquido, como também se aplicava calor adizios, homogeneíza a segregação e elimina defeitos superficiais, procional para reaquecer o lingote e a placa. blemas típicos dos semiprodutos brutos de fusão. Já a laminação a A primeira etapa para se reduzir a distância entre o aço líquido frio proporciona alta precisão dimensional, acabamento superficial e o produto final foi o lingotamento contínuo de placas, cuja verrefinado e, em conjunto com o recozimento posterior, característisão industrial surgiu no início da década de 1950. cas excepcionais de estampabilidade. IH Ao invés de se obter lingotes discretos, esse processo consiste na produção contínua de placas com 200 a 250 mm de espessura diretamente do aço líquido. A significativa otimização conseguida Antonio Augusto Gorni Engenheiro de Materiais pela Universidade Federal de por esse desenvolvimento praticamente extinguiu o uso de lingotes São Carlos (1981); Mestre em Engenharia Metalúrgica na laminação de produtos planos, exceto no caso de chapas grossas pela Escola Politécnica da USP (1990); Doutor em extra-pesadas a serem aplicadas em vasos de pressão e outras aplicaEngenharia Mecânica pela Universidade Estadual ções críticas onde se requer garantia de sanidade interna. de Campinas (2001); Especialista em Laminação a Nestes casos o semi-produto bruto de fusão deve ter espessura de, Quente. Autor de mais de 200 trabalhos técnicos no mínimo, o triplo do valor relativo ao produto final a que deu origem. nas áreas de laminação a quente, desenvolvimento O avanço seguinte ocorreu em 1989, quando surgiu a primeira de produtos planos de aço, simulação matemática, máquina de lingotamento contínuo de placas finas, com 50 a 60 tratamento térmico e aciaria.

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Coluna: Universo Empresarial Eliana B. M. Netto | eliana.bmnetto@yahoo.com.br

Administração do Tempo - Parte 1

passagem de dois amigos recentemente, ambos com idades próximas a minha, me fez refletir sobre o tempo e a importância da sua administração. A constatação de que nos transformamos naquilo que somos, e pagamos pelas coisas que temos com a moeda diária pouco valorizada chamada tempo, ressalta a importância dele na vida humana. Tempo é vida. Apesar disso, pouca atenção se dá ao seu uso adequado. Na realidade, não se administra o tempo, e sim a vida. Muitas vezes despendemos tempo e desperdiçamos vida em atividades sem importância, circunstanciais ou urgentes, deixando de lado aquilo que importa. Mas o que realmente importa? Estamos vivendo a era do conhecimento, porém esta pergunta nem sempre tem resposta conhecida. Conhecimento é poder e também acredito que saber responder essa questão seja umas das chaves para uma vida próspera e feliz. Se a vida fosse um avião, o propulsor seria o propósito. Vida sem propósito é avião sem condições de voar. Mesmo sendo um planador, pelo menos as correntes atmosféricas ascendentes são necessárias. Se determinada atividade não possui um objetivo relevante ou não faz parte da estratégia para se atingir um propósito, ela deve ser minimizada ou descartada. Como a vida e o tempo são equivalentes e nenhum ser humano é uma ilha, o tempo não pode ser visto apenas na esfera individual, principalmente por aqueles que são gestores de pessoas. Sabe-se que a vida corre a 60 minutos por hora, assim é necessário colocá-la no caminho que levará à realização dos propósitos desde o início. As atividades diárias podem ser classificadas em três grandes grupos: Importantes, Urgentes e Circunstanciais. É classificado como importante tudo aquilo que uma vez realizado fará a diferença, contribuirá para a efetivação dos propósitos e trará resultados mensuráveis. Tudo que é importante previne problemas e tem prazo para realização. Tarefas urgentes são aquelas que uma vez não realizadas trarão problemas, precisam ser feitas imediatamente e são isentas de prazo para realização. As tarefas circunstanciais são aquelas que, realizadas ou não, farão pouca ou nenhuma diferença nos seus resultados. As circunstâncias mal administradas são o sumidouro do tempo, sob elas não se têm controle, mas exigem a realização de tarefas que não condizem com os propósitos. As circunstâncias nos tiram da posição de comando e nos colocam nos assentos de passageiros, a mercê de outro piloto. Como não é possível eliminar totalmente as urgências e as circunstâncias da vida, o primeiro passo é identificá-las e minimizá-las. Mas, o que é minimizar urgências e

circunstâncias? Se você trabalha 40 horas semanais, deveria concentrar 28 horas em atividades importantes, tais como seu trabalho e seus relacionamentos profissionais. Ainda sobram oito horas para as urgências e quatro horas para as atividades circunstanciais. Infelizmente esta não é a realidade na maioria dos ambientes. Pesquisas apontam que o brasileiro dedica 30% do tempo com o que é importante, consome 40% do tempo com urgências e 30% com o que é circunstancial. Nas empresas, o percentual das urgências pode até ser maior, pois muitos alegam trabalhar para “apagar incêndios”. Assim, o inventário do consumo das horas do dia é o primeiro passo para bem administrar o tempo. Depois da descoberta efetiva, da forma como você usa o tempo, o segundo passo é a identificação dos seus propósitos. Você só saberá classificar as atividades como importantes, urgentes ou circunstanciais se souber onde quer chegar. O terceiro passo é o estabelecimento das metas e, uma vez estabelecidas, pode-se passar ao passo seguinte, quarto passo ou etapa do planejamento. A meta é o ponto de chegada e o planejamento é o caminho para se atingir a meta. Sugiro que você utilize uma ferramenta muito útil chamada “Road Map”, que nada mais é do que ver o caminho do fim para o começo, ou seja, do ponto de chegada para o ponto de partida. Estabeleça onde quer chegar e vá construindo os passos anteriores e necessários para se conseguir alcançar o objetivo. Faça isto até visualizar o ponto de partida. O quinto passo é a organização. Nesta fase é necessário armazenar informações de forma lógica, e compartilhar o conhecimento com aqueles que colaborarão com o alcance da meta. A última fase é a execução, onde todas as etapas anteriores convergem. A fase da execução é a mais desafiadora e é, exatamente nela que a atenção no uso do tempo deve ser redobrada. Só assim estará apto a impedir que as circunstâncias e as urgências venham a comprometer todos os passos anteriores. Na próxima edição vamos explorar cada uma das etapas detalhadamente. Boa sorte para você, rumo a administração eficaz do tempo. IH

Eliana B. M. Netto Docente do curso de engenharia da UNINOVE, “Personal & Professional Coach”, engenheira metalurgista, mestre em engenharia de materiais e doutoranda pela Poli/USP, pósgraduada em administração industrial e em negociação e vendas conceituais. Foi gerente de projetos industriais da Caterpillar Brasil e gerente da Brasimet. Membro do conselho diretor da ABM e diretora da Menegon Assessoria Empresarial. Co-autora da obra “Metalurgia Física e Mecânica Aplicada”, Editora ABM, 2008.

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Manual do Tratamento Térmico Carlos Eduardo Pinedo | pinedo@heattech.com.br

Nitretação sob Plasma - Fundamentos e Aplicações Parte III - Nitretação, Nitrocarburação e Nitretação sob Plasma a Baixa Temperatura Aplicada ao Aço Inoxidável Austenítico AISI 316L

o artigo anterior, “Nitretação sob Plasma Parte 2 - Aplicação em Aços Inoxidáveis Austeníticos”, foram mostradas as características particulares do processo de nitretação sob plasma para o aço AISI 316L que elevam a dureza superficial, mas preservam a resistência à corrosão. A possibilidade reside no fato de se utilizar a vantagem cinética do processo de plasma e utilizar baixas temperaturas de processo, inferiores a 420°C, obtendo-se com isso uma camada formada por “austenita expandida pelo nitrogênio, gN”, com dureza superior a 1200HV [1-4]. Dando sequencia ao desenvolvimento tecnológico para a aplicação da tecnologia de plasma em aços inoxidáveis austeníticos, utilizando baixa temperatura, novos processos foram estudados para obtenção de superfícies diferenciadas por meio da difusão do carbono. Uma vez dispondo da possibilidade de geração de plasma e da introdução de um gás contendo o carbono, neste caso o Metano (CH4) é possível realizar não apenas a nitretação, mas a nitrocarburação e até mesmo a cementação destes aços. Com isso, é possível obter camadas com propriedades diferenciadas, otimizadas e com amplo potencial de aplicação em diferentes sistemas tribológicos. Estes processos buscam basicamente elevar o desempenho de componentes utilizados nas indústrias: químicas, alimentícia, farmacêuticas, do petróleo e gás, do papel e celulose, entre outras, onde os aços inoxidáveis austeníticos (ASS) são amplamente utilizados. Desenvolvimento Tecnológico Partindo do pressuposto que é possível nitretar sob plasma o aço inoxidável 316L a baixa temperatura, ou seja, difundir o elemento intersticial nitrogênio, foram realizados experimentos para difundir outro elemento intersticial importante, o carbono. Estes desenvolvimentos

objetivaram difundir simultaneamente nitrogênio e carbono, ou seja realizar a nitrocarburação, e difundir exclusivamente o carbono, ou seja, realizar a cemetação. Todos os tratamentos foram realizados a baixa temperatura e serão denominados de: LTPN para a Nitretação, LTPNC para a Nitrocarburação e LTPC para a cementação. Estas pesquisas foram conduzidas utilizando o aço inoxidável austenítico Tipo AISI 316L, de composição básica: Fe-0,011% C-18,80% Cr-14,70% Ni-2,45% Mo-0,012% P-0,001% S. Os tratamentos sob plasma foram conduzidos em um reator de plasma pulsado DC, de ELTROPULS GmbH. Em todos os tratamentos foi realizada uma etapa prévia de bombardeamento iônico com hidrogênio puro para remover o filme passivo de Cr2O3 e garantir a difusão do intersticial. As LTPN, LTPNC LTPC foram realizadas a 400°C, durante 20 horas. As misturas de gás foram selecionadas de acordo com o processo plasma a ser utilizado: 3N2:1H2 para LTPN (nitretação); 3N2:1H2:0,3CH4 para LTPNC (nitrocarburação) e 3Ar:1H2:0,3CH4 para LTPC (cementação). Um tratamento de cementação adicional foi realizado em 480°C por 20 horas, utilizando a mistura de gás utilizado para a mesma LTPC a 400°C. Para a análise da evolução microestrutural nas superfícies tratadas foram utilizadas: Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), após preparação metalográfica transversal e ataque com reagente de Água Regia. A identificação das fases formadas durante os tratamentos foi feita por Difração de Raios X (DRX), utilizando radiação CuKα, em simetria de Bragg-Brentano. O endurecimento foi determinado por medidas de microdureza Vickers utilizando carga de 25gf. Resultados Após os tratamentos de LTPN, LTPNC e LTPC foram observadas a presença de austenita expandida em todas as superfícies, Fig. 1. Verifica-se que após a nitretação, Fig. 1 (a) forma-se uma monoca-

Fig. 1. (a) austenita expandida pelo nitrogênio (gN) obtida após a LTPN a 400ºC; (b) austenita expandida pelo nitrogênio (gN) seguida pela austenita expandida pelo carbono (gC) obtida após a LTPNC a 400°C; (c) austenita expandida pelo carbono (gC) obtida após LTPC a 400°C; (d) austenita expandida pelo carbono (gC) obtida após LTPC a 480°C

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Nitretação sob Plasma

Manual do Tratamento Térmico Carlos Eduardo Pinedo | pinedo@heattech.com.br

Nitretação sob Plasma

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Manual do Tratamento Térmico Carlos Eduardo Pinedo | pinedo@heattech.com.br 1500 g N(111)

Sem tratamento

g (111)

1000

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0 20

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Nitretado - 400ºC

g N (222)

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Fig. 2. Espectros de Difração de Raios-X para o aço AISI 316L antes e após os tratamentos superficiais a 400°C (a) Sem tratamento; (b) LTPN; (c) LTPNC e (d) LTPC

mada de austenita expandida pelo nitrogênio (gN) com espessura de 12,4 µm. Após a nitrocarburação, Fig. 1 (b), verifica-se a formação de uma dupla camada, formada por uma camada mais externa de austenita expandida pelo nitrogênio (gN), com espessura de 7,4 µm, seguida por uma camada de austenita expandida pelo carbono (gC), com espessura de 5,2 µm. Em comparação com a nitretação, na nitrocarburação a camada dupla é explicada por: a) a ocorrência da difusão simultânea de N e C b) pelo acumulo de C em frente da interface de nitretação [4]. Quando a Cementação sob Plasma a Baixa Temperatura (LTPC) é realizada a 400°C ocorre a formação de uma monocamada constituída por carbono austenita expandida pelo carebono (gC), com espessura de 12,6 µm, Fig. 1 (c). Quando LTPC é realizada a 480°C, ocorre um aumento na espessura da monocamada de austenita expandida (gC) com espessura de 21,1 µm, como consequência do aumento do coeficiente de difusão de carbono, Fig. 1 (d). As Figuras 2, (a) a (d), mostram espectros de difração de raios X do aço inoxidável AISI 316L antes e depois de tratamentos de superfície LTPN, LTPNC e LTPC. A Figura 2 (a) mostra espectro da austenita não tratada e se observam, como esperado, apenas os picos da austenita em sua posição normal. Nas Figuras 2 (b) a (d) são mostrados os espectros de difração da; LTPN, LTPNC e LTPC realizadas a 400°C. Nos espectros de difração após os tratamentos de difusão sob plasma observam-se apenas a presença dos picos de austenita expandida, caracterizados pelo seu 48 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

deslocamento para a esquerda e alargamento com relação aos picos da austenita sem tratamento superficial. Este deslocamento dos picos da austenita expandida para a esquerda e seu alargamento é consequência da supersaturação em intersticial, nitrogênio ou carbono, que aumenta o parâmetro de reticulado CFC da austenita e gera um estado elevado de tensão residual de compressão. A Fig. 3 mostra a microdureza Vickers superficial nas condições sem tratamento e das camadas de austenita expandida obtidas após a nitretação (LTPN) e nitrocarburação (LTPNC) realizadas a 400°C e a cementação (LTPC) realizada a 480°C. Verifica-se que a dureza da austenita expandida é pelo menos 5 vezes superior a da austenita sem tratamento superficial, por consequência da distorção do reticulado provocada pela supersaturação no elemento intersticial. Para a nitretação e nitrocarburação a dureza superficial é 7 vezes maior do que para austenita não tratada, atingindo quase 1400 HV0,025 para ambos os processos. A dureza superficial na cementação, com camada austenita expandida pelo carbono, foi 5 vezes maior do que a das amostras não tratadas, atingindo cerca de 1000 HV0.025. A dureza da austenita expandida pelo carbono (gC) é mais baixa do que a encontrada para a austenita expandida pelo nitrogênio (gN), porque o teor de nitrogênio em supersaturação é de aproximadamente 37%at. em (gN) e o teor de carbono em supersaturação é de aproximadamente 14%at. na (gC). A Fig. 4 mostra os perfis de endurecimento transversal para a nitretação e a nitrocarburação, LTPN e LTPNC, a 400°C e para a Nitretação sob Plasma

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1600

Dureza Superficial (HV0,0025)

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Nitretado Nitrocarburado

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Cementado

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Nitretado

Nitrocarburado

Cementado

Fig. 3. Dureza superficial no aço inoxidável austenítico AISI 316 L sem tratamento e após LTPN e LTPNC a 400°C e LTPC a 480°C

cementação, LTPC a 480°C. Para o tratamento de nitretação a dureza máxima (~400HV0.025) estende-se através de toda a espessura da camada de austenita expandida diminuindo abruptamente, na interface nitretada/substrato, para o nível de dureza do substrato não tratado (~200HV0.025). Na cementação, a austenita expandida pelo carbono mostra um gradiente menos acentuado de queda de dureza em direção ao núcleo, ainda que a dureza máxima seja tão elevada quanto 1000HV0.025. Finalmente, a nitrocarburação, LTPNC, é o tratamento de difusão sob plasma a baixa temperatura que conduz a melhor combinação de propriedades, pois apresenta uma dureza máxima perto 1400 HV e uma diminuição da dureza suave e gradativa da dureza no perfil transversal em direção do núcleo do substrato, já que a camada inferior de austenita expandida pelo carbono apresenta menor endurecimento. A camada dupla faz ainda que a camada de austenita expandida pelo carbono (gC), formada posteriormente, atue como suporte para (gN), conferindo uma maior estabilidade mecânica da camada exterior endurecida e deve conduzir a um melhor desempenho em relação à capacidade de carga, resistência e propriedades de fadiga [5-7]. Os tratamentos de difusão LTPC e LTPNC devem resultar em melhor desempenho em aplicações onde altos níveis de tensões de contato são encontrados. Considerações Finais Este desenvolvimento mostrou que é possível realizar não apenas a nitretação sob plasma, mas também a nitrocarburação e a cementação sob plasma. Para isso, é preciso estar disponível um gás que contenha o elemento carbono, neste caso o Metano (CH4) e que a combinação entre este gás e os outros de processo sejam controladas. A microestrutura destes tratamentos é composta de austenita expandida, mas com características diferenciadas da austenita expandida obtida na nitretação. Na nitretação sob plasma a baixa temperatura obtém-se uma monocamada de austenita expandida pelo nitrogênio (gN), enquanto que na nitrocarburação obtém-se uma dupla camada constituída da camada de austenita expandida pelo nitrogênio (gN) na parte mais externa e seguida da camada de austenita expandida pelo carbono (gC). Na cementação obtém-se uma monocamada de austeniNitretação sob Plasma

Profundidade (mm)

Fig. 4. Perfis de dureza transversal após os tratamentos sob plasma de nitretação e nitrocarburação a 400°C e de cementação a 480°C

ta expandida pelo carbono (gC). Em temos de propriedades, verifica-se que na nitretação e na nitrocarburação a dureza do aço é elevada em aproximadamente 7 vezes, atingindo cerca de 1400HV e na cementação este valor é de 1000HV. Este endurecimento garante melhores propriedades mecânicas e maior resistência ao desgaste. O perfil de endurecimento transversal é otimizado na nitrocarburação e na cementação o que garante maior estabilidade ao desplacamento. Todas as camadas não reagem quimicamente com Água Régia o que demonstra sua elevada resistência à corrosão. IH Referências 1. T. Czerwiec, N. Renevier, H. Michel, Surface and Coatings Technology, 131, (2000) 267 - 277. 2. M.P. Fewell, J.M. Mitchell, K.T. Priest, K.T. Short, G.A. Collins, Surface and Coatings Technology, 131 (2000) 300-306. 3. N. Mingolo, C.E. Pinedo, A.P. Tschiptschin, Surface and Coatings Technology, 201 (2006) 4215-4218. 4. H. Dong, International Materials Review, 55 (2010) 65 - 98. 5. T. Bell, Key Engineering Materials, 373-374 (2008) 289-295. 6. T. Christiansen, M.A.J. Somers, Surface Engineering, 21 (2005) 445454. 7. D. Monova, J.W. Gerlach, F. Scholze, S. Mändl, H. Neumann, Surface and Coatings Technology, 204 (2010) 2919-2922.

Co-autor: André Paulo Tschiptschin Professor Doutor do Departamento de Engenharia; Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica; da Universidade de São Paulo.

Carlos Eduardo Pinedo Graduado e mestre em Engenharia Metalúrgica, Doutor e Pós-Doutor em Engenharia de Materiais. Atualmente é Coordenador do curso de PósGraduação em Engenharia de Processos Metalúrgicos na Universidade de Mogi das Cruzes. É sócio-diretor da Heat Tech e da HTS Tecnologia em Revestimentos.

Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 49

Coluna: Doutor em Tratamento Térmico Daniel H. Herring | heattreatdoctor@industrialheating.com

Cementação por Atmosfera a Gás: Estudos de Caso, Lições Aprendidas - Parte 2

ós continuamos a discussão iniciada na edição de Out a Dez de 2012, sobre a atmosfera cementante, e iremos conhecer os problemas que encontramos nos tratamentos térmicos e as soluções que precisam ser implementadas para se atingir um resultado de sucesso. Vamos aprender mais. Carbonetos e Colares de Carbonetos A formação de carbonetos e colares de carbonetos (Fig. 1) nos contornos de grão (ou seja, massivos) tem sido o assunto de grande quantidade de estudos, mas, de uma forma geral, estão diretamente relacionadas com as variáveis de processo, as quais encontram-se fora de controle. Entre elas estão o alto potencial de carbono da atmosfera durante a etapa de impulsão do ciclo, tempo de difusão insuficiente, tempo de permanência à temperatura muito pequeno e têmpera a partir de uma temperatura muito baixa, somente para nomear alguns. Felizmente, a formação de carbonetos pode ser minimizada por passos como o controle do potencial de carbono, a adição de mais tempo ao ciclo para a difusão e a mudança da temperatura de difusão (ou tempo). Esta é uma das razões pela qual os metalurgistas estão tão preocupados em verificar as leituras das sondas de oxigênio (carbono) utilizando um analisador de três gases para determinar o valor atual de CO, realizando o ensaio shim-stock (folha metálica) para determinação do carbono atual da superfície e pegando medidas do ponto de orvalho para comparar com informações históricas. Austenita retida A austenita que não se transforma em martensita durante a têmpera é chamada de austenita retida (AR). A AR ocorre quando o aço não é temperado até a temperatura Mf (temperatura final da transformação martensítica), ou seja, a temperatura não é baixa o suficiente para formar 100% de martensita. Como a Mf cai para temperaturas abaixo da temperatura ambiente em ligas contendo mais de 0,3% de carbono, quantidades significativas de austenita não transformada (retida) podem estar presentes, intercaladas com a martensita, em temperatu-

Fig. 1. Alto potencial de carbono resultando na formação massiva de carbonetos

50 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

ra ambiente (Fig. 2). Entre as causas para as altas quantidades de AR incluem-se um potencial de carbono muito alto e a têmpera direta a partir da temperatura de cementação. Algumas soluções seriam: a redução do potencial de carbono, um resfriamento lento seguido por um recozimento subcrítico (opcional), e um re-aquecimento e têmpera a partir de uma temperatura de austenitização mais baixa, além disso, poderia também ser introduzido um tratamento subzero, em geral, na faixa entre -62 a -100°C. A AR é problemática por ser uma fase metaestável. Se submetida a tensões, temperaturas elevadas ou mesmo com o passar do tempo, a AR pode se transformar em martensita não-revenida. Além disso, esta transformação é acompanhada por uma mudança de volume (aumento) causando grandes tensões internas em um componente, aumentando-se assim a propensão às trincas. Descarbonetação e Perda de Elementos de Liga Se uma peça de aço é exposta a uma temperatura elevada na presença de ar (Fig. 3), o carbono será removido da superfície da peça (ou seja, ocorrerá descarbonetação) e/ou outros elementos de liga como o manganês e o cromo serão oxidados na superfície (ou seja, perda de elementos de liga). Estes efeitos ocorrem, em geral, quando há um vazamento de ar no equipamento, um potencial de carbono inapropriado (muito baixo) é utilizado durante o processo de têmpera para a liga em questão, quando o pré-aquecimento do ar - antes de carregá-lo na atmosfera protetora do forno, é feito em temperaturas acima de 370°C, ou quando as peças são tratadas sem uma atmosfera protetora adequada. A manutenção adequada dos fornos, incluindo a verificação dos tubos radiantes para verificar a presença de possíveis vazamentos e um teste periódico da pressão combinados com um controle apropriado da atmosfera tipicamente eliminam as variáveis do equipamento relacionadas a este problema. Se forem utilizadas eletrodeposição de cobre e pinturas seletivas, as mesmas precisam ser aderentes e aplicadas de forma adequada. Oxidação Intergranular A oxidação intergranular (OIG) e o ataque intergranular (AIG) são comumente associados com o oxigênio presente durante a eta-

Fig. 2. Pistas de rolamento contendo austenita retida (regiões brancas)

Fig. 3. Descarbonetação total da superfície de uma peça de aço

Coluna: Doutor em Tratamento Térmico Daniel H. Herring | heattreatdoctor@industrialheating.com pa de cementação do ciclo. Algumas relações OIG/AIG são inevitáveis, em geral 0,013 mm ou menos, na atmosfera cementante, mas, podem afetar de forma negativa as propriedades mecânicas como a vida em fadiga rotativa. As ações corretivas envolvem um melhor controle da atmosfera assegurando-se de que o forno não tenha vazamento, nenhum furo e/ou mudando para um método de cementação alternativo como a cementação “a vácuo” com baixa pressão. As soluções de pós-tratamento geralmente envolvem retificação da superfície para remover este efeito. Baixa Dureza Superficial A baixa dureza na camada cementada (Fig. 4) é frequentemente causada pela cementação com um potencial de carbono muito baixo, por quantidades de austenita retida maior do que a normal, descarbonetação parcial, têmpera “insuficiente” ou super-revenimento. A queda na dureza da superfície, em geral, pode ser corrigida utilizando-se um dos seguintes métodos: aumentando o tempo de impulsão na cementação (ou seja, maior potencial de carbono na atmosfera); cementação, resfriamento lento, recozimento subcrítico (opcional), re-aquecimento e têmpera a partir de uma temperatura de austenitização mais baixa; introdução de um tratamento subzero; e/ou seleção da temperatura de revenimento correta. Cementação Selecionada e Falhas na Camada Durante a cementação, diversos métodos de pintura e/ou recobrimento por cobre (ou seja, técnicas de mascaramento) podem ser utilizados

para cementar de forma seletiva certas áreas do componente. Se estas técnicas forem defeituosas, a atmosfera cementante pode “entrar” sob a camada protetora. Entre as causas estão a contaminação da superfície ou a preparação superficial imprópria (ou seja, óleos, graxas, qualquer sujeira que tenha permanecido na superfície) produzindo bolhas ou irregularidades; tempo para secagem inadequado; pintura realizada em atmosfera com umidade relativa alta; métodos de recobrimento com cobre impróprios (por exemplo, questões relativas à aderência como superfícies com escamas ou camada de cobre muito fina); sopramento de ar extremamente agressivo após o recobrimento. A seleção da técnica de revestimento e o material para o trabalho, a preparação adequada da superfície, o tempo adequado para a secagem, a realização da secagem em baixa temperatura em torno de 150°C, o uso de itens controlados para a limpeza (antes e depois da cementação) e o aquecimento das peças após o recobrimento com cobre irão assegurar uma resposta adequada. Quando é realizado um ataque com Nital em uma engrenagem após a têmpera, por exemplo, as áreas suspeitas aparecem como irregulares, ou seja, há indicações de um cinza escuro em áreas que deveriam apresentar um cinza claro. Trincas Superficiais, Deslocamento da Camada Cementada e Quebra da Camada Cementada Ocasionalmente, trincas (Fig. 5) ocorrem dentro da camada cementada (em geral, se origina subsuperficialmente). Este fenômeno é conhecido como separação entre a camada cementada e o núcleo - case/core separation - (ou como trinca da camada/separação da

Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 51

Coluna: Doutor em Tratamento Térmico Daniel H. Herring | heattreatdoctor@industrialheating.com Possível descarbonetação ou austenita retida Objetivado HRC 60

Têmpera

HRC 50 Camada muito pequena ou revenimento em temperatura muito elevada

Profundidade da camada cementada

Fig. 4. Baixa dureza na camada cementada

Fig. 5. Separação camada/núcleo em dentes de uma engrenagem

camada) e, geralmente, conduz à quebra da camada (Fig. 6), ou seja, a camada não suporta uma carga aplicada. Em engrenagens, isto não pode ser confundido com pitting, uma forma de falha da superfície por fadiga dos dentes da engrenagem. O micro-trincamento que ocorre próximo aos carbonetos massivos também é relatado como uma causa de trincas na camada cementada. A separação camada/núcleo, em geral, ocorre devido às geometrias das peças inadequadas (por exemplo, seções finas e espessas em um mesmo componente) e/ou cementação para a obtenção de uma camada muito profunda. A eliminação de altas concentrações de carbono nos cantos e bordas, permitindo um estoque de segurança adequado (para possível remoção em um pós-tratamento) e a seleção adequada da profundidade de camada cementada são todos os caminhos para ajudar a eliminar este fenômeno.

sos, a taxa de resfriamento após o revenimento são fatores importantes e que devem ser considerados. O objetivo é obter uma estrutura com martensita revenida na região da camada cementada, ao mesmo tempo que seja mantida a dureza superficial desejada.

Efeitos do Revenimento Esta pergunta é feita com muita frequência a respeito de uma peça cementada: a temperatura de revenimento deveria ser selecionada para que seja atingida a dureza objetiva na camada cementada, no núcleo ou em ambos? Como se vê, a camada é muito mais sensível à temperatura de revenimento selecionada do que o núcleo. A temperatura de revenimento, o tempo de permanência a esta temperatura e, em alguns ca-

Outras Questões Para a maior parte, os problemas com a atmosfera cementante são bem conhecidos, da mesma forma que as suas soluções. Um pensamento que de alguma forma é confortante é: “ela é a inimiga, nós sabemos”. O controle das variáveis induzidas pelo controle do processo e dos equipamentos combinado com um programa robusto de qualidade assegurada evitará o problema discutido aqui e também outros que poderiam surgir. Então, aí está. Informações suficientes sobre problemas da cementação e soluções para evitar armadilhas de ter concedido e assumido que nada poderia dar errado. E lembre-se, a velha ostra, na cama de ostra, lá permaneceu, sem se dar conta da morsa e do carpinteiro. A experiência o manteve fora da mesa de jantar. IH Referências 1. Herring, D. H., Fundamentals of Carburizing and Carbonitriding, Practical Learning Series, ASM International, 2001. 2. Weires, Dale J., Gear Metallurgy, Effective Heat Treating and Hardening of Gears Seminar, SME Short Course, 2007. 3. Mr. Darwin Behlke, Twin Disc Inc., private correspondence.

Daniel Herring Presidente da empresa The Herring Group Inc., especializada em serviços de consultoria (tratamento térmico e metalurgia) e serviços técnicos (assistência em ensino/treinamento e processo / equipamentos). Também é pesquisador associado do Instituto de Tecnologia de Illinois dos EUA, no Centro de Tecnologia de Processamento Térmico.

Fig. 6. Processo de esmagamento dos dentes da engrenagem

52 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Controle de Processo e Instrumentação

Inspeção por Vídeo em Altas Temperaturas Uma Abordagem Pró-Ativa para a Manutenção dos Equipamentos de Tratamento Térmico Kirby Kolek - CASKOL, LLC; Massillon, Ohio, EUA As exigências atuais para o tratamento térmico são mais rigorosas do que nunca, a manutenção preventiva é cada vez mais importante como ponto de partida. Ela maximiza o tempo de produtividade, e a utilização de um programa de manutenção bem planejado resulta não somente em uma melhor confiabilidade do equipamento, mas, também em uma melhoria no controle do processo e repetibilidade. Isto é essencial para a produção de boas peças com consistência metalúrgica e propriedades mecânicas

custo de manutenção, falando de uma forma geral, aumenta drasticamente com o aumento da temperatura de operação. Todo o dinheiro gasto com manutenção pode ser um desperdício se não houver uma cuidadosa reflexão e um entendimento claro do projeto do equipamento e da extensão dos reparos. O maior obstáculo que os gerentes de manutenção precisam ultrapassar é a inabilidade de ver realmente o interior do trabalho que eles estão tentando realizar. Em geral, os problemas e reparos são mais custosos porque eles irão lidar com isso após a falha ou após ser possível verificá-los pelo lado externo do equipamento. Assim, não é surpresa que a tentativa de evitar custos excessivos e utilizar-se de pouco tempo é um enorme desafio quando novos problemas são descobertos durante os reparos.

proporcionar aos engenheiros de manutenção uma vista do interior dos seus fornos contínuos, muflas ou estufas. Para realizar estas inspeções, nós desenvolvemos um robô com a habilidade de dirigir por espaços hostis e confinados, ao mesmo tempo em que fornece vídeos claros do interior do equipamento. O robô pode passar por túneis com dezenas de metros de comprimento, os quais podem ter somente 20 cm de altura e 80 cm de largura, entrando em aberturas de 70 cm. Nós também projetamos um robô que tolera temperaturas de até 540°C, nos permitindo estabelecer e realizar uma inspeção por vídeo de forma rápida sem a necessidade de resfriar a zona quente.

HTVR (High-Temperature Video Robot) A CASKOL desenvolveu e patenteou o Video Robô de Alta Temperatura HTRV para o nosso serviço de inspeção por vídeo para

Porque Inspecionar o Interior do Nosso Equipamento de Tratamento Térmico? A câmara de aquecimento é projetada com muitos componentes que precisam suportar as tensões danosas do aquecimento para manterem um alto grau de precisão da temperatura e uniformidade conforme o material é aquecido. É sempre uma boa ideia ter um

Fig. 1. Este cilindro deformado não poderia ser detectado pelo lado externo do forno elétrico

Fig. 2. Visão interna da zona de aquecimento de um forno com rolos transportadores e tubos radiantes para aquecimento a gás Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 53

Controle de Processo e Instrumentação

Fig. 3. Este pedaço grande de refratário da zona quente foi encontrado na zona de resfriamento do forno

programa de inspeção para o seu equipamento de tratamento térmico. Se verificado com antecedência, defeitos ou deteriorações podem ser tratados de forma fácil e proporcional (Fig. 1). Se ignorado, ele pode se deteriorar ainda mais e causar a parada prematura do equipamento ou, pior ainda, pode ocorrer uma falha catastrófica, que ignore a fase crucial de planejamento da produção. A manutenção é ainda mais desafiadora em câmaras de tratamento térmico com soleira de rolos transportadores (Fig. 2). Estes espaços hostis e confinados são geralmente inacessíveis, forçando a adivinhar as condições de trabalho no interior. Por exemplo, os grandes fornos modernos para tratamento térmico de metais dentro de uma atmosfera controlada contem um grande número de tubos radiantes. A operação de tais fornos é complexa porque cada tubo radiante é um dispositivo de aquecimento independente com queimador e câmara de combustão, o último sendo o elemento mais aquecido do forno. Portanto, ele está sujeito a maior desgaste e requer trabalho constante. Danos e deformações no tubo radiante perturbam todo o balanço de calor e aumentam as tensões nos demais tubos radiantes daquela zona. Um tubo radiante violado pode contaminar a superfície das peças com fuligens ou descolorações. Portanto, é muito importante que um tubo radiante defeituoso seja descoberto em tempo e que o defeito seja remediado. Com o vídeo obtido pelo robô você pode ver as condições do tubo radiante (Fig. 2) ao mesmo tempo em que identifica e localiza qualquer possibilidade de: • Bolhas ou buracos; • Trincas; • Empenamento; • Distorções; • Fuligens. Uma parte integrante e negligenciada da câmara de aquecimento é o revestimento refratário isolante. O refratário isolante não está visível durante a operação normal, pelo menos não por inteiro, e até agora não estava visível em sua totalidade sem medições extremas. Pela primeira vez, a nossa inspeção por vídeo permite que você olhe para os sinais de deterioração do refratário tais como trincas, lascas, diminuição da seção, áreas erodidas, etc (Fig. 3). Com inspeções anu54 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Fig. 4. Esta caixa de metal foi deixada dentro da zona de resfriamento de um forno usado que havia sido instalado e estava em operação há cerca de um ano

ais, você terá um vídeo gravado para monitorar as condições do refratário com o passar do tempo. Agora os refratários podem ser vistos de forma fácil e completa, permitindo que você inspecione e identifique: • Juntas de expansão e controle; • Condições dos cantos; • Áreas ao redor das portas, locais com orifícios, bicos, suportes; • Fixadores; • Descolorações; • Lanças; • Esgotamentos; • Trincas. Muitos tipos de processos de tratamento térmico controlam a taxa de resfriamento com zonas anexas de resfriamento. Há muitos tipos de câmaras de resfriamento com uma ampla variedade de métodos para alcançar o seu objetivo. Estas zonas de resfriamento estão sujeitas a tensões do calor junto com outras formas de deterioração (por exemplo, oxidação) que deveriam ser monitoradas. O fato é que as zonas de resfriamento raramente são inspecionadas como um todo, até que ocorra algo de errado. Estes túneis longos, escuros e negligenciados tendem a ser pontos de acúmulo para detritos que com o tempo podem danificar ou interferir no fluxo de material. Com o nosso serviço de vídeo você poderá localizar e inspecionar: • Camisas d’água; • Ventiladores de resfriamento; • Anteparos; • Cintas ou rolos transportadores; • Placas deslizadoras; • Vazamentos de água; • Trincas; • Detritos. Inspeção de Equipamentos Usados Se você for comprar ou ganhar um equipamento de tratamento térmico usado, é essencial que seja feita uma inspeção completa e detalhada do mesmo para um planejamento e orçamento de sucesso da instalação e start-up. Com o vídeo HTVR da CASKOL

Controle de Processo e Instrumentação

você pode inspecionar de forma completa as condições do interior das zonas de aquecimento e resfriamento. As inspeções do interior são sem dúvida uma forma segura de avaliar o equipamento usado e de circundar quaisquer mudanças que possam ter sido feitas na estrutura interna ou no projeto que não estejam mostradas no catálogo ou no manual (Fig. 4). O Conhecimento é a Chave É incompleto dizer que “tempo é dinheiro” quando se trata da operação e manutenção de um equipamento para tratamento térmico. Muitas empresas esforçam-se ao máximo para manter a programação da produção em 24/7 (24 horas/7 dias por semana) para evitar os custos com o tempo e com a energia associados com as paradas e re-inícios. Até agora, os gerentes de manutenção têm sido forçados a somente reagir frente às falhas ou deteriorações dos equipamentos, já que eles só são descobertos pelo lado de fora, algumas vezes com resultados catastróficos. Um dos métodos para inspecionar o interior das zonas quentes, que ainda é utilizado hoje, consiste em ter um trabalhador deitado sobre uma placa de madeira que está nos rolos transportadores. Com uma lanterna na mão, ele desliza sobre o transportador para dentro da câmara quente e dá uma olhada no entorno. Este método, deixando de lado as muitas questões sobre segurança associadas a ele, terá um sucesso limitado já que ele só poderá entrar onde o teto for alto suficiente e a câmara precisa estar fria o suficiente para o acesso humano. Imagine o que você poderia ver na zona de aquecimento se a temperatura fosse de 540°C e não de 37°C. A capacidade única do HTVR de tolerar altas temperaturas torna isto possível. Nós podemos fazer uma inspeção completa e rápida da zona de aquecimento e de resfriamento sem o tempo e o custo de se desligar a zona de aquecimento. Os nossos técnicos qualificados podem ajustar o robô e completar a inspeção em menos de uma hora, deixando-o livre para continuar a produção. O conhecimento é a chave para manter a sua produção dentro dos prazos de operação ao mesmo tempo em que fica dentro das suas restrições orçamentárias. Pela primeira vez, os gerentes

têm exatamente o que eles precisavam para ter uma abordagem pró-ativa da manutenção dos seus fornos, muflas ou estufas. O HTVR abre uma janela para o trabalho no interior do equipamento, permitindo que você preveja de forma precisa as suas necessidades de manutenção pela localização e identificação das áreas problemáticas antes que elas causem uma quebra. As inspeções utilizando vídeo como uma parte regular do seu programa de manutenção podem estender o seu tempo de atividade e controlar

os seus custos, assegurando a vitalidade dos seus equipamentos de tratamento térmico. O custo de uma inspeção por vídeo por este serviço patenteado pela CASKOL é um seguro barato contra um custo de quebra do equipamento e ajuda a mantê-lo no controle do seu orçamento com manutenção. IH Para mais informações, contate Kirby Kolek, presidente da CASKOL, Massilon, Ohio, EUA; tel.: +1 330-837-9216; e-mail: sales@caskol. com, website: www.caskol.com.

Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 55

Metalografia

Análise Microestrutural do Tratamento Térmico dos Aços para Facas Industriais Planas e Circulares de Corte a Frio de Chapas de Aço - Parte 2 Eliana B. M. Netto - Menegon Assessoria Empresarial; São Paulo, SP Francisco Arieta - Schmolz-Bickenbach do Brasil; São Paulo, SP Na edição de Abr a Jun de 2012, foi apresentada a primeira parte deste trabalho, mostrando a dureza e tenacidade ao impacto após tratamento térmico em forno a vácuo do tradicional aço ferramenta de alto cromo similar a norma AISI D2 (ou DIN WNr. 1.2379), e dois aços ferramentas de última geração com 8%Cr, 2%Mo, 1.6%V e outro aço produzido por metalurgia do pó, com 7.5%Cr, 1.3%Mo e 2.7%V. As figuras seguem a sequência do artigo anterior

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

(b) D2

D2 25

8%Cr

PM3V

Tenacidade ao Impacto (Joule)

(a)

na literatura para esses tipos de aços [1-3]. Os resultados mostraram que o aço ferramenta PM3V para trabalho a frio, também de última geração, apresentou tenacidade ao impacto substancialmente superior quando comparada aos outros dois aços. Esta constatação também corrobora com o trabalho anterior [4]. Os resultados mostraram que, embora a dureza de todos os aços investigados tenha aumentado significativamente quando a temperatura de austenitização foi elevada a 1120°C, houve uma queda substancial na tenacidade ao impacto. Nesta temperatura, a diferença de tenacidade entre eles não foi tão significativa. Embora a temperatura de austenitização de 1120°C aumente bastante o conteúdo de carbono e dos elementos de liga dissolvidos, produzindo consequentemente uma matriz martensítica mais rica nestes elementos, há também um efeito deletério secundário no que diz respeito à tenacidade, vinculado ao cresci30

omo na maior parte das aplicações das ferramentas para trabalho a frio é necessária uma combinação ótima entre tenacidade e dureza, que se refletirá nas propriedades mecânicas e tribológicas como, por exemplo resistência ao desgaste, é importante correlacionar essas duas propriedades e os resultados obtidos nos aços investigados. Esta correlação pode ser vista na Fig. 7 (a). Analogamente ao caso anterior, na Fig. 7 (b) é mostrada a correlação entre tenacidade ao impacto e dureza somente entre os aços D2 e 8%Cr. Os resultados mostraram que para a faixa de temperaturas de austenização investigadas e, após tratamento criogênico, seguido de 3 (três) revenimentos de 2 horas cada a 520°C, o aço ferramenta para trabalho a frio, de última geração, apresentou a melhor resposta ao revenimento e superior tenacidade quando comparado com o tradicional aço D2, corroborando assim com resultados disponíveis

60 62 Dureza HRC

Dureza HRC

Fig. 7. (a) Correlação entre tenacidade ao impacto e dureza para todos os aços investigados, D2, 8%Cr e PM3V; (b) Campo expandido mostrando em maior detalhe a correlação entre tenacidade ao impacto e dureza somente entre os aços D2 e 8%Cr

56 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

8% Cr-2,75%V (PM3V)

8% Cr-1,8%V 11% Cr0,80 V (AISID D2) 8% Cr - 0,50% V

5 3

Tamanho de grão Snyder - Graff, μm

Metalografia

1000

1050

1100

1150

Temperatura de Austenitização, ºC

(A)

Fig. 8. Efeito da temperatura de austenitização no tamanho de grão “Snyder-Graff” dos aços D2, 8%Cr e PM3V, contendo 2,75%, 1,8% e 0,80% de vanádio, respectivamente e outro aço 8%C, com aproximadamente 0,5% de vanádio, utilizado em investigação anterior [4]

mento dos grãos. Vale lembrar que o teor de carbono e elementos de liga mais elevados, assim como a fração volumétrica maior de carbonetos durante o revenimento, aumenta consequentemente a dureza e diminui a tenacidade. Os elementos químicos, tais como Cr, V, Mo, Nb e Ti, formam carbonetos complexos específicos como do tipo MC (VC, NbC, etc) ou M6C (ricos em Molibênio) e que, sendo mais estáveis, solubilizam em temperaturas mais elevadas quando comparadas com aquelas em que solubilizam os carbonetos de cromo do tipo M23C7. Esses últimos são abundantes no aço AISI D2. Assim sendo, dependendo do tipo de carboneto seu tamanho e sua fração volumétrica podem, em conjunto, provocar um efeito de “pinning” eficiente no grão austenítico, beneficiando, portanto, a tenacidade dos aços investigados. Como os carbonetos do tipo MC são aqueles que se solubilizam a temperaturas mais elevadas é esperado que os aços que tenham maior conteúdo de Vanádio e Nióbio tenham tamanho de grãos mais finos. Como visto na Tabela 1, o teor de Nb dos aços investigados é baixo, porém, há diferenças significativas no teor de Vanádio entre eles. O aço PM3V contém, aproximadamente, 3%, ou seja, o maior teor entre os aços estudados; o aço 8%Cr tem, aproximadamente, 1,8%, enquanto o aço D2 apresentou o menor valor, ou seja, 0,80%. O efeito da temperatura de austenitização no tamanho de grão dos aços investigados pode ser visto na Fig. 8. A Fig. 8 mostra que o aumento da temperatura de austenitização promove o crescimento dos grãos para todos os aços. Porém, este crescimento foi significativo à 1120°C. Observa-se que quanto maior o teor de vanádio menor o tamanho de grão austenítico. Conforme já explanado, o aço PM3V, que contém 3% de vanádio, apresentou o menor tamanho de grão, seguido do aço 8%Cr, contendo 1,8% de vanádio, e finalmente o aço D2 com 0,8V. Assim, quando o teor de vanádio é mais baixo, como por exemplo, 0,5% como no outro aço com 8%Cr, estudado na investigação anterior, o crescimento foi mais significativo. A Fig. 9 mostra as microestruturas dos quatro materiais após austenitização a 1120°C, seguido de têmpera a vácuo, tratamento criogênico e três revenimentos de 2 horas cada a 520°C.

(B)

(C)

(D)

Fig. 9. Tamanho de grão “Snyder-Graff” dos aços (a) D2 (11%Cr 0,8%V) , (b) 8%Cr (1,8%V), (c) PM3V (2,95%,V) utilizados nesta investigação ; (d) aço 8%Cr (0,50% V) utilizado em investigação anterior Jan a Mar 2013 - www.revistalH.com.br 57

Metalografia

Tabela 4. Valores Médios de Dureza e Impacto obtidos nos aços D2, 8%Cr e PM3V após austenitização à 1060 ºC, processo criogênico e 3 (três) revenimentos de 2 horas cada à 520 ºC, 570ºC e 620ºC 520 ºC

Aço

570 ºC

620 ºC

Dureza (HRC)

Impacto (joule)

Dureza (HRC)

Impacto (joule)

Dureza (HRC)

Impacto (joule)

58,6 ± 0,5

11,3 ± 1,1

52,2 ± 0,2

19,3 ± 2,3

47,1 ± 0,3

23,3 ± 4,1

8%Cr

61,2 ± 0,5

22,7 ± 3,0

56,2 ± 0,4

25,7 ± 6,3

47,2 ± 0,7

71,7 ± 7,2

PM3V

58,8 ± 0,2

64,0 ±16,0

54,5 ± 0,3

105 ± 35

44,2 ± 0,6

164,0±26,6

Tenacidade ao Impacto (Joule)

R2 = 1

70 60

8%Cr

(b)

R2 = 1

100

120

8%Cr

(a)

R2 = 1

desgaste e impacto, tais como as facas industriais planas e circulares para corte e “slitting” de chapas de aços carbono e microligados de alta resistência. O efeito do revenimento a 570°C e 620°C, por 2 horas após austenitização a 1060°C e processo criogênico na dureza e no impacto, é mostrado na Tabela 4. Esta tabela inclui, também, os valores de dureza e impacto obtidos após revenimento a 520°C. Como era esperado, o aumento na temperatura de revenimento reduziu a dureza e aumentou o valor de impacto para todos os aços investigados. Na média, a queda de dureza entre os revenimentos executados a 520°C e a 570°C foi de, aproximadamente, 10% para todos os materiais. Porém, comparando os resultados entre os revenimentos a 570°C e a 620°C, as maiores quedas ocorreram no aço 8%Cr (15%) e, principalmente, no aço PM3V, que apresentou redução de quase 20%. O aço D2 reduziu sua dureza na mesma taxa para toda a gama de revenimentos aplicados. Nas temperaturas de revenimento entre 520°C e 570°C, os maiores ganhos de tenacidade proporcionais ocorreram nos aços D2 e PM3V. Por sua vez, entre 570°C e 620°C, o maior aumento de tenacidade ocorreu com o aço 8%Cr. Na Fig. 10(a) pode ser vista a correlação entre tenacidade e dureza para todos os aços investigados após austenitização A 1060°C, processo criogênico seguido de 3 (três) revenimentos de 2 horas cada a 520°C, 570oC e 620°C. Analogamente aos casos anteriores, a Fig. 10(b) mostra, em maior detalhe, a correlação entre valores mé-

Tenacidade ao Impacto (Joule)

140

160

Como pode ser observado, os aços PM3V (~ 7,8%Cr e 3%V) e 8%Cr, (~ 1,8%V) apresentaram grãos bem menores quando comparados ao aço 8%Cr com baixo teor de V (~0,5%). O fato do aço D2, contendo 0,8%V, apresentar tamanho de grão bem menor que o aço 8%Cr, contendo 0,5% V, é explicado pela fração volumétrica elevada de carbonetos de cromo primários massivos que, devido as suas dimensões, além do tempo de austenitização a 1120°C ter sido insuficiente para solubilizá-los, estes exerceram de forma eficiente o papel de pinning, impedindo o crescimento do grão austenítico. Assim sendo, em função da dureza elevada e do crescimento dos grãos, o ciclo de austenitização a 1120°C, seguido de 3 revenimentos, só deveria ser escolhido nos casos em que as ferramentas necessitem de elevada resistência ao desgaste, porém, sem nenhum requisito quanto à tenacidade. A melhor combinação de tenacidade e dureza foi alcançada quando a temperatura de austenitização foi 1060°C. Assim, testes complementares foram executados nos três aços investigados mantendo a temperatura de austenitização de 1060°C, processo criogênico, porém, utilizando duas temperaturas de revenimento mais elevadas, 570°C e 620°C. O objetivo de se elevar a temperatura de revenimento foi investigar seu efeito simultâneo na dureza e na tenacidade ao impacto. Estas faixas apresentam interesse prático e tecnológico, principalmente em aplicações requerendo, simultaneamente, resistência ao

52 56 Dureza HRC

56 Dureza HRC

Fig. 10. (a) Correlação entre tenacidade ao impacto e dureza para todos os aços investigados, D2, 8%Cr e PM3V; (b) Campo expandido mostrando em maior detalhe a correlação entre tenacidade ao impacto e dureza somente entre os aços D2 e 8%Cr

58 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Tenacidade ao Impacto (Joule) 0 20 40 60 80 100 120 140 160

Metalografia

Câmara Contínuo Prensa a Quente

H13 >250J S7/ S1 ~ 100/ 110

D2 8%

Todos os tipos de fornos a vácuo de processamento térmico em alta temperatura

PM3V

PRODUÇÃO E LABORATÓRIO

A2~ 30J

50 52 54 Dureza HRC

Processa Metais e Cerâmicas

Fig. 11. Correlação entre tenacidade ao impacto e dureza para todos os aços D2, 8%Cr e PM3V, após austenitização a 1030ºC e 3 revenimentos de 2 horas cada a 520ºC e austenitização a 1060ºC e revenimentos a 520ºC, 570ºC e 620ºC

dios de impacto e dureza somente entre os aços D2 e 8%Cr Ignorando os dados obtidos após austenitização a 1120°C e considerando somente os resultados de dureza e impacto após austenitização a 1030°C e revenimento a 520°C e a austenitização a 1060°C e revenimentos a 520°C, 570°C e 620°C, obtém-se o gráfico de correlação entre tenacidade ao impacto e dureza, conforme mostrado na Fig. 11. No mesmo gráfico estão inseridas as faixas de dureza de 58-60 HRC, 54-56HRC e 50-52 HRC. Estas durezas são tipicamente empregadas em facas industriais rotativas confeccionadas com os aços

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Metalografia

Tabela 5. Microdureza de Carbonetos de Cr,W, Mo, W, Nb, V típicos dos aços ferramenta [ 7-8 ] Carboneto

Microdureza (kg/mm2)

Cr7C3

~1300-1500

~2100

Mo6C

~1550-1750

NbC0.99

~2400

VC0.97

~2900

ferramenta convencionais A2, S7, S1 e H13, respectivamente, e em corte de chapas e bobinas de aços carbono e microligados, apresentando espessuras de 4,5 a 6,5 mm, 6,5 a 13 mm e maior do que 13 mm, respectivamente. Na mesma Figura estão mencionados valores típicos de impacto em corpos de prova, sem entalhe, para os aços A2, S1-S7 e H13, sendo os valores para o AISI H13 típicos [5 ], enquanto para os aços A2 e S7 os valores foram extrapolados da literatura [6 ]. Testes realizados em corpos de prova Izod, sem entalhe, mostraram que, na média, o aço ferramenta A2 apresenta o dobro da tenacidade apresentada pelo aço AISI D2. O aço S7 apresenta, na média, o triplo da tenacidade apresentada pelo A2. Embora a simples análise da Fig. 11 indique que os aços 8%Cr e PM3V de última geração atenderão as durezas e tenacidades ob-

60 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

tidas com os aços tradicionais AISI D2, A2, S7, S1, e outros, para uma mesma dureza da matriz a resistência ao desgaste do aço poderá variar, substancialmente, dependendo do tipo, da dureza e da fração volumétrica dos carbonetos primários presentes na microestrutura. Dentre eles, um dos mais eficientes é o carboneto de vanádio (VC), pois conforme pode ser visto na Tabela 5, ele apresenta a dureza mais elevada quando comparado com os outros carbonetos tipicamente encontrados na microestrutura de aços ferramenta. Analisando os resultados da correlação de tenacidade e dureza dos aços investigados dentro da faixa de 54 a 60 HRc, utilizadas em facas rotativas para corte de aços carbono e microligados, e a dos aços tradicionais com o AISI D2, A2, S7 e H13, pode-se inferir os seguintes comentários: Faixa 58-60HRc

Dentro dessa faixa e analisando a composição química dos aços investigados e a dos aços tradicionais, em conjunto com Fig.11, observa-se que o aço 8%Cr de última geração pode ser utilizado com vantagens para substituir os aços convencionais AISI A2 e D2. Em relação ao A2, o aço 8%Cr apresenta tenacidade um pouco superior, porém, haverá uma significativa melhoria na resistência ao desgaste (~60-70%), visto que para um mesmo teor de 1%C, o 8%Cr possui teores bem superiores de cromo (8% contra 5% no A2), molibdênio (1,4 % contra 1,1% no A2) e vanádio (1,8% contra 0,25% no A2). Assim, apresenta uma fração volumétrica maior de todos os

Metalografia

carbonetos, principalmente de vanádio, o mais duro deles. Em relação ao D2, o aço 8%Cr deverá substituí-lo nos casos onde o D2 apresente limitações quanto à tenacidade e onde o A2 apresentará limitada vida útil ou resistência ao desgaste. Em termos de resistência ao desgaste entre os dois aços, AISI D2 e 8%Cr, é esperado um nível equivalente de vida, pois embora o aço 8%Cr tenha teor de Cr bem inferior (8% contra 11% do D2) ele apresenta teor muito maior de V e Mo, que formam carbonetos mais duros, compensando, eficientemente, o menor teor de Cr. Para aplicações solicitando tenacidade bem superior ao aço 8%Cr e mantendo nível equivalente de resistência ao desgaste, a melhor opção será o PM3V, pois conforme visto na Fig. 8, o aço produzido por metalurgia do pó apresentou uma tenacidade cerca de 4 vezes superior ao aço 8%Cr e, devido ao fato de possuir maior teor de vanádio, deve apresentar uma resistência ao desgaste 10 a 20% superior. Faixa 55-57HRc

Nos casos de facas rotativas e outras aplicações com facas industriais onde se exige tenacidade mais elevada que o tradicional A2 e onde a primeira alternativa são os aços resistentes ao choque da família AISI S, como o S1 no Brasil, e o S7 nos Estados Unidos, os quais são normalmente utilizados na faixa de dureza entre 55 e 57 HR, o aço PM3V poderá substituir, ambos, com inúmeras vantagens. Isto se deve ao fato de o aço PM3V apresentar tenacidade similar, porém a resistência ao desgaste é muito superior, ou seja,

Líder mundial em tecnologia de banhos de sais

aproximadamente 3 (três) vezes em relação ao S1 e 2 (duas) vezes em relação ao S7. Faixa 54-56HRC

Em muitas facas industriais rotativas de alta produção para corte de chapas e bobinas a frio é muito utilizado aço o AISI H13, comumente na faixa de 54-56 HRC. O H13 acaba sendo uma alternativa, pois com aproximadamente 1%C, 5%Cr, 1,3%Mo e 1%V é ainda mais tenaz e resistente ao desgaste do que os aços da família S, pela combinação do teor carbono mais baixo (0,40%), cromo mais alto (5%), Vanádio (1,0%) e Molibdênio (1,3%), mais alto que os aços da família S. Porém, nessa faixa de dureza o H13 apresenta tenacidade inferior (~250J) se comparado com aplicações desse material em ferramentas para injeção ou extrusão de alumínio, onde é utilizado na faixa de dureza até 52 HRC. Nesta faixa de dureza alcança mais de 300 J. Assim sendo, o aço PM3V, embora menos tenaz que o H13 na dureza 54-56 HRC, é esperado apresentar uma resistência ao desgaste, aproximadamente, 2 vezes superior ao H13 e, portanto, tem potencial para aplicação nesta faixa também. Conclusão (I) A dureza e tenacidade ao impacto do tradicional aço AISI D2 e dois outros aços ferramentas para trabalho a frio de última geração, um com aproximadamente 1%C-7,6%Cr-1.4%Mo-1,8%V, denominado 8%Cr, e outro produzido por metalurgia do pó, com aproximadamente 0.80%C-7.8%Cr-1,3%Mo e 3,0%V, denominado de PM3V, foram

- Sais para tratamentos térmicos e termoquímicos (nitretação, cementação, carbonitretação, têmpera, revenimento, recozimento, martêmpera, austêmpera,...) de metais ferrosos e não-ferrosos - Sais para transferência de calor - Sais para vulcanização de borracha - Sais para limpeza de superfícies metálicas - Produtos para oxidação negra a quente e a frio - Pastas para solda-brasagem - Pastas protetivas contra cementação e nitretação gasosa - Polímeros para têmpera e resfriamento de metais - Catalisadores de níquel para geradores endotérmicos e dissociadores de amônia - Granulados para cementação sólida

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Metalografia

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comparadas após tratamento térmico a vácuo a temperaturas de austenitização de 1030°C, 1060°C e 1120°C, seguido de tratamento criogênico e 3 (três) revenimentos de 2 horas cada a 520 horas; (II) Os resultados mostraram que, para todos os aços investigados, quanto maior a temperatura de austenitização maior a dureza; (III) O aço 8%Cr apresentou a melhor resposta ao tratamento térmico atingindo durezas médias de 60, 61 e 64 HRC, após austenitização a 1030ºC, 1060ºC e 1120ºC (IV) Os aços PM3V e AISI D2 apresentaram a mesma resposta ao tratamento térmico atingindo durezas médias de aproximadamente 57, 59 e 62 HRC após austenitização a 1030°C, 1060°C e 1120°C, respectivamente. (V) Os resultados mostraram que, para todos os aços investigados, quanto mais alta temperatura de austenitização menores os valores de impacto; (VI) O aço AISI D2 atingiu valores médios de impacto de 15, 11 e 6J a 1030°C, 1060°C e 1120°C, respectivamente, enquanto o aço 8%Cr atingiu valores médios de 25, 23 e 8J, e o aço PM3V atingiu valores médios de 100, 64 e 16J, respectivamente; (VII) Os baixos valores de impacto encontrados a temperatura de austenitização de 1120°C, tratamento criogênico e revenimentos a 520°C restringem o uso desses aços somente nas aplicações onde elevada resistência ao desgaste é exigida e limitada tenacidade; (VIII) Os resultados mostraram que a melhor combinação de tenacidade e dureza foi conseguida a temperatura de austenitização de 1060°C. (IX) Os resultados obtidos da correlação entre impacto e dureza mostraram que dois dos aços ferramenta podem substituir com vantagens aços convencionais similares à norma AISI D2, A2, S7 e H13. (X) O aço 8%Cr pode substituir o AISI D2 em aplicações de facas industriais circulares e planas, onde se necessita melhoria de tenacidade para similar resistência ao desgaste (XI) O aço PM3V pode substituir os aços AISI D2, A2, S1, S7 em aplicações de facas industriais circulares e planas, onde se necessita melhoria de tenacidade e superior resistência ao desgaste. IH

Referências 1. NAKAMURA, H.; TSUJIII, N.; YOKOI, D. ; ABE, G. : Properties of New Developed 8%Cr Cold Work Tool Steel. In: BERNS, HANS; FR.HINZ, HEINZ; HUCKLENBROICH, IRINA (ed.): Progress in Tool Steels, Proceed. of 4th Int. Conf. on Tooling, Ruhr-University Bochum; September 11-13th, 1996; Bochum, Germany, p.113-122 ; 2. YOKOI, D.; TSUJIII, N.; ISOMOTO, T.: Effect of Carbide Size on Mechanical Properties of Cold Work Tool Steels. In: JEGLITSCH, Franz; EBNER, Reinhold; LEITNER, Harald (ed.): Tools in the Next Century, Proceed. 5th Int. Conference on Tooling, University of Leoben, Austria, September 29th-October 1st, 1999, p 103-113; 3. NETTO, ELIANA B. M, ARIETA, FRANCISCO; SILVA, DOUGLAS; ERNST, CLAUDIA; PANNES, WOLFGANG: Microestructure and Distortion after Vacuum Treatment of Conventional and Recently developed Cold Work Tool Steels. In: ROSSO, M; ACTIS GRANDE, M; UGUES, D (ed): Toolig Materials and Their Applications from Research to Market, Proced. 7th Int Tooling Conference, Torino, Italy, May 2nd-5th, 2006, vol I, p 21-28; 4. NETTO, ELIANA B. M., ARIETA, FRANCISCO; BEUTLER, EWE, VON SOEST FRANK ERNST, CLAUDIA; PANNES, WOLFGANG: Tool Steels – Deciding Factor in Worldwide Production. Beiss, P., Broeckmann, C., Franke, S., e Keysselitz, B. (editors) Proceedings of the 8th Intern. Tooling Conference, Aachen , Alemanha, June 2-4, 2009, RWTH AACHEN UNIVERSITY Press, 2009, vol II, p 833-845; 5. JESPERSON, H.: Toughness of Tool Steels, ibid [2], p 93-102; 6. HEMPHILL, R.M., e WERT, D.E.: Impact and Fracture Toughness Testing of Common Grades of Tool Steels: Tool Materials for Molds and Dies. Krauss, G., e Nordberg, H. (editors)Proceedings of Int Conference St Charles, Illinois, USA, Sept 30 October 2, 1987, Colorado School of Mines Press , p 66-91; 7. DIXON, ROBERT B; STASKO W., PINNOW K.E.,: Particle Metallurgy Tool Steels, ASM HANDBOOK, Volume 7; 8. TOTH, L. E. em “Transition Metal Carbides and Nitrides”; Academic Press: New York, 1971.

Refratários

Cinco Dicas para se Atingir a Eficiência no Revestimento Refratário de Fornos Steve Chernack - Morgan Thermal Ceramics; Augusta, Georgia, EUA A eficiência do revestimento refratário dos fornos é a chave para a redução dos custos de manutenção como um todo e para assegurar que os equipamentos funcionem corretamente, sem perdas de receita injustificáveis devido a tempos excessivos de parada

iga as cinco dicas a seguir para manter o refratário do seu forno funcionando de forma eficiente.

sos pontos do forno para analisar a temperatura externa e identificar pontos quentes pelos quais a unidade está perdendo calor ou verificar se há problemas de projeto que não são visíveis pelo lado externo. Isto é particularmente útil quando se trata de uma superfície pintada. Obviamente, um dos grandes benefícios da varredura feita pelo lado externo é que a unidade pode continuar em operação. A Fig. 1 mostra uma câmera de infravermelho detectando pontos quentes ou outros problemas com o refratário. Em muitos casos, engenheiros especialmente treinados para estas aplicações conduzem as imagens com o infravermelho, analisam as varreduras e fornecem reco-

Dica 2 - Utilização de reparos para manutenção on-line Dependendo da temperatura, da dificuldade de se chegar a uma determinada área ou de quão grande o ponto quente é, conduza os reparos on-line sempre que possível. A maioria dos gerentes de manutenção prefere a opção de reparo on-line porque é confiável, rápida e econômica. Afinal, os fornos e caldeiras estão gerando receitas, então é muito bom se os reparos forem feitos enquanto a unidade está on-line. Isto evita perda de receita pela unidade em questão bem como as perdas que ocorrem por con-

Fig. 1. Uma câmera de infravermelho detecta os pontos quentes e outros problemas com o revestimento refratário

Fig. 2. Materiais de reparo são bombeados pelo lado externo para preencher os pontos quentes e resfriar uma determinada área

Dica 1 - Avalie o refratário do seu forno utilizando a inspeção termográfica infravermelha As varreduras termográficas por infravermelho são passos essenciais para a avaliação da qualidade do refratário do forno. A qualidade do refratário é um fator crítico para proteger o aço sendo aquecido e também para limitar a perda de calor e promover a eficiência do forno como um todo. De forma geral, a varredura consiste em apontar uma câmera de infravermelho em diver-

mendações sobre as opções de reparo mais apropriadas.

Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 63

Refratários

Fig. 3. Exemplo de materiais de revestimento utilizados na reforma de fornos

sequência devido às paradas das unidades que estão conectadas. Por exemplo, se as varreduras por infravermelho indicarem que são recomendados reparos on-line, os produtos bombeáveis Superwool® ou Kaowool® da Morgan Thermal Ceramics podem ser bombeados pelo lado de fora do forno ou caldeira, preenchendo as trincas e vazios causados pela deterioração do isolamento. Estes produtos são ideiais para prover uma melhor eficiência do isolamento térmico por trás dos tubos das caldeiras nas paredes laterais, selos e pisos, como também para os reparos de estufas, fornos e equipamentos de processo. Com os reparos tradicionais, o forno precisa ser desligado e resfriado até que esteja seguro para o pessoal da manutenção entrar e reparar o refratário com mantas de fibra bombeáveis ou monolíticas. A Fig. 2 mostra como os materiais de reparo podem ser bombeados pelo lado de fora para preencher o ponto quente e resfriar uma determinada área. Dica 3 - Escolha o material correto para a reforma do forno Quando a varredura por infravermelho indicar que a área em questão é muito grande para um reparo on-line, a unidade precisa ser desligada para que o refratário do forno seja refeito. A seleção do material é a chave para que a reforma do forno seja um sucesso, resultando em uma melhor eficiência e confiabilidade e diminuindo os custos de manutenção. As propriedades do material – incluindo dureza, densidade, resistência mecânica 64 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

e fator de isolamento – podem variar dependendo da aplicação do forno. A seleção do material apropriado é frequentemente feita utilizando-se um programa de computador para análise do fluxo de calor no qual a temperatura e as variáveis de utilização são os dados de entrada para se obter a informação sobre o melhor material a ser utilizado. Mantenha em mente que muitas unidades têm um sistema de isolamento antigo. Como há diversos tipos de isolantes novos e mais eficientes no mercado atual, considere um upgrading quando tiver que refazer o refratário do seu forno. Por exemplo, a fibra Morgan Thermal Ceramics Superwool PlusTM tem condutividade térmica cerca de 20% menor do que os isolantes concorrentes. Como resultado, a fibra Superwool Plus tem uma eficiência energética 17% maior que as fibras refratárias cerâmicas tradicionais e outros isolantes de silicatos alcalinos ferrosos. Um avanço no controle da manufatura avançada da empresa permitiu que o produto fosse “engenheirado” para maximizar a quantidade de fibras. Sua baixa bio-persistência também o faz bom para substituição para aqueles que estão procurando alternativas para saírem dos isolantes feitos de fibras cerâmicas refratárias tradicionais. As Figs. 3 e 4 mostram alguns materiais utilizados na reforma de fornos. Dica 4 - Considere o projeto de engenharia de forma cuidadosa Após a seleção do material mais adequado,

Fig. 4. Exemplo de material refratário utilizado na reforma de fornos

assegure-se de que o projeto de engenharia é apropriado. O projeto de engenharia é extremamente importante para assegurar que os revestimentos colocados tenham a vida mais longa possível. Assegure-se de que os materiais tenham sustentação suficiente para mantê-los no local e tenham espaço suficiente para expansão ou contração. Por exemplo, se você instala tijolos refratários sem as juntas de expansão apropriadas, o tijolo poderá “crescer” e arrancar todos os revestimento da parede do forno. Dica 5 - A instalação adequada é a chave para o sucesso Assegure-se de que a instalação do material refratário do forno seja feita de forma adequada e que aqueles que estão fazendo o trabalho têm as habilidades necessárias para a tarefa. Há uma ampla variedade de produtos disponíveis, e cada um tem diferentes requisitos para a instalação. Por exemplo, com produtos de concreto, se o concreto não for misturado com a quantidade correta de água e na temperatura adequada, sua colocação será difícil e ele não alcançará as propriedades esperadas. O ponto de partida é que se os revestimento não forem instalados de forma correta, é o mesmo que não ter um bom projeto e não fazer a escolha correta do material. IH Para mais informações, contate Steve Chernack, gerente de engenharia de aplicação, Morgan Thermal Ceramics, Augusta, Georgia, EUA. 30903; tel.: +1 706-796-4301; e-mail: steve.chernack@morganplc.com; site: www.morganthermalceramics.com.

Tratamento Térmico de Não Ferrosos

Tratamento Térmico Automatizado de Componentes Estruturais Automotivos Leves de Alumínio Tim Donofrio - Can-Eng Furnaces International, Ltd.; Niagara Falls, Canadá

A integração de materiais leves e componentes para aplicações automotivas tem sido um fator-chave da comunidade automotiva global desde a crise do petróleo do início dos anos 70. Desde então, os fabricantes têm integrado novas tecnologias de componentes de baixo peso que têm contribuído para a redução do consumo de combustível em seus veículos

esde os anos 70, os governos adotaram legislações que variam de país para país, sendo que uns focam nos níveis de emissões e outros na economia de combustível. Nos EUA, as emissões de CO2 e os padrões de Economia Corporativa Média de Combustível (Corporate Average Fuel Economy - CAFE) são os principais motores da redução de peso. A Fig. 1 ilustra estes objetivos e a pressão que os fabricantes de automóveis enfrentam hoje. As iniciativas de redução de peso têm tomado muitas formas ao longo dos últimos 35 anos e incluem o reprojeto de sistemas de suspensão, o projeto de motores menores e mais potentes e a integração de alumínio e aço de alta resistência em substituição a outros materiais mais pesados. Este artigo

irá revisar os recentes avanços obtidos através da integração da fundição intensiva de alumínio estrutural em automóveis, a evolução da fundição e focará sobre as novas tecnologias de tratamento térmico disponíveis para atender as demandas crescentes de produtividade e qualidade. História O uso do alumínio em automóveis remonta à década de 40 e tem aumentado desde então. O Relatório Drucker da Associação do Alumínio (Fig. 2) informou recentemente que os componentes automotivos de alumínio intensivo cresceram quatro vezes, de uma média de 38 quilos por carro em 1975 para 155 quilos em 2012. Além disso, prevê-se que haverá 250 quilos de alumínio usados em veículos leves na América do Norte em

600 Libras de alumínio por carro leve

Milhas por Galão

60 50 40 30 Km/l

20 10 0

1970

1980

1990

2000

2010

2020

2030

Ano modelo

Fig. 1. Os padrões CAFE regem as metas de redução de peso para a indústria automotiva

2025, o que representa um aumento de 63%. Historicamente, vimos a utilização de alumínio em automóveis na fabricação de blocos de motores, cabeçotes, rodas e componentes de suspensão. Progressivamente ao longo dos anos, temos visto os fabricantes de automóveis integrar alumínio em estruturas e carrocerias de veículos. Hoje, é comum ver engenheiros de desenvolvimento focarem na próxima onda de transformações, projetando suspensão e estrutura de carroceria bruta integrando componentes estruturais leves de alumínio. Especificamente, esses componentes incluem extrusões, peças fundidas e chapas de alumínio que são transformadas para uso como torres de suspensão, berços de motor, caixas de torque, colunas B, molduras, caixas de bateria, portas, tetos e estruturas frontais de automóveis. A Fig. 3 ilustra a maneira como estes comFuturo

Historia

500 400 300 200 100 0 1975

2000 Ano Modelo

2025

Fig. 2. O uso de alumínio em automóveis continua a crescer Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 65

Tratamento Térmico de Não Ferrosos

ponentes foram introduzidos em diferentes formas de uma nova estrutura de veículo. A Fig. 4 fornece um bom exemplo de uma fundição estrutural de baixo peso que substituiu uma série de componentes de aço fabricados e montados, resultando em redução de 40% no peso. Esta nova fundição estrutural foi possível como resultado da evolução da tecnologia de fundição e tratamento térmico de alta pressão que proporciona aos fabricantes a flexibilidade de solda, rebite e aplique adesivo para fixação de outros componentes do veículo. Tecnologia de Fundição Os fundidos estruturais são de particular interesse hoje, já que novos e eficientes métodos de fundição e de tratamento térmico podem ser utilizados para produzir fundidos estruturais automotivos de alta integridade, que são complexos e integram as seções de parede fina, que criam desafios de escoamento de metal. Historicamente, a produção de fundidos de paredes finas foi limitada a tampas e caixas não-críticas, devido a limitações da fundição convencional e ao desenvolvimento de ligas. Como resultado, os desenvolvedores estavam limitados às propriedades mecânicas similares aos fundidos e não podiam aplicar qualquer benefício em resistência através de tratamento térmico, os quais estavam disponíveis para outros métodos de fundição de alumínio. Hoje, o panorama mudou consideravelmente com o avanço dos processos de fundição de alta pressão (High Pressure Die-Casting - HPDC), que produzem fundidos de paredes finas e de alta integridade, os quais são livres de porosidade. Além disso, os fornecedores de ligas de alumínio têm desenvolvido ligas especiais que são especificamente ajustadas para o processo de HPDC e fabricação de componentes automotivos de alta integridade estrutural. Através da combinação de processos de fundição e do desenvolvimento de liga leve, os operadores de fundição agora têm opções para desenvolver novos e mais complexos fundidos estruturais automotivos, cujas propriedades podem ser melhoradas por tratamento térmico. Processo de Tratamento Térmico O propósito de introduzir o processo de tratamento térmico para componentes estruturais de alumínio é de alterar as propriedades 66 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Fig. 3. Como o uso de alumínio continua a crescer, está sendo incorporado em componentes estruturais dos veículos

Fig. 4. Fundidos estruturais como esta tampa de torre de amortecedor feita de alumínio resultam numa queda de 40% em peso

Fig. 5. Processo de validação por CFD (Modelagem Computacional de Dinâmica de Fluídos)

mecânicas e chegar a uma melhor combinação exigida de resistência e ductilidade para a estrutura do veículo. Dependendo dos requisitos da estrutura, estes processos podem incluir T5 apenas envelhecido artificialmente; solução T6 tratada, temperada e envelhecida artificialmente; e solução T7 tratada, temperada e super-envelhecida artificialmente. O tratamento T5 (somente envelhecido artificialmente); o T6 (solubilizado, temperado e envelhecido artificialmente); e o T7 (solubilizado, temperado e super-envelhecido). Os processos de tratamento térmico incluem passos múltiplos de aquecimento e manutenção de temperatura com resfriamentos ou operações de têmpera intermediários. O tempo de imersão à temperatura necessária para atingir as propriedades desejadas é uma função da capacidade da liga de desenvolver uma solução sólida homogênea e microestrutura das peças fundidas antes do tratamento térmico. A uniformidade do processo é um fator primordial no processamento, o qual ditará a uniformidade das

propriedades nas diversas seções da peça fundida, com a eliminação de distorções geométricas e redução dos níveis de tensão residual. A têmpera é um passo precário e necessário ao processo, em especial quando processando componentes estruturais de parede fina. Como resultado, extremo cuidado é tomado para garantir que processos sejam validados usando uma combinação de modelagem computacional de dinâmica dos fluidos (computational fluid dynamic - CFD) e ferramentas de teste físico. É imperativo que essas ferramentas sejam utilizadas no desenvolvimento de instalações de tratamento térmico, em combinação com integração de flexibilidade do sistema através de constante feedback e parâmetros de controle de variáveis. Um exemplo destas ferramentas de CFD utilizados para simular o processamento é mostrada na Fig. 5. Carregadores de Peças Esforços significativos de projeto vão para a otimização do projeto da transportadora de

Tratamento Térmico de Não Ferrosos

componentes, devido às características de paredes finas dos fundidos. Devem ser realizadas as seguintes considerações cuidadosas nas entradas de projeto, modelagem e testes físico na concepção estrutural de uma transportadora de fundidos e instalações de tratamento térmico: • Método de carregamento da fundição de e para o transportador; • Temperatura de serviço variando entre 450 e 510°C em combinação com têmpera rápida; • Maximizar a densidade de carga enquanto atende os requisitos de uniformidade; • Sistema de transferência do transportador dentro das instalações de fundição empilhadeiras ou outros métodos; • Métodos necessários de orientação e apoio da fundição para o controle de distorção e propriedades uniformes; • Sistema automático de transferência de fornos e capacidade rápida de têmpera • Flexibilidade de processamento para famílias de geometrias de peças semelhantes. Tratamento de Solubilização O tempo de permanência à temperatura de

processamento, de 450 a 510°C, para as peças estruturais fundidas pode variar entre 10 e 15 minutos. As configurações do sistema incluem sistemas autossuficientes em lote, sistemas modulares contínuos e sistemas contínuos convencionais. O sistema de tratamento de solubilização pode integrar várias zonas de aquecimento e sistemas de transporte por rolos ou trilho suspenso. Nos casos em que espaço é limitado, o transportador por trilho suspenso pode oferecer vantagens na utilização do espaço da planta. Os transportadores são carregados automaticamente no forno de solubilização e rapidamente aquecidos através de sistemas de recirculação de convecção forçada a gás natural ou elétricos. Seguindo a frequência programada, o controlador lógico descarrega automaticamente o carregador de fundidos solubilizados para o sistema de têmpera pré-condicionado. Têmpera Precisa ao Ar (Precision Air Quench - PAQ™) A têmpera convencional em água provou ser incompatível para a produção de fundidos estruturais de parede fina. Esta forma agres-

siva de têmpera e distorção resultante pode ser vista na Fig. 6, que compara um fundido de parede fina, livre de distorção e devidamente temperado ao ar com um fundido temperado em água. Desenvolvimentos significativos no processamento de têmpera a alta densidade ar têm sido alcançados. Com mais de 10 anos em experiência de desenvolvimento, um banco de dados abrangente foi montado para fornecer métodos previsíveis para a têmpera precisa ao ar (PAQ™) de vários componentes, ligas e aplicações. Os sistemas PAQ podem ser integrados em linha ou fora de linha para o processamento modular e flexível. Eles integram uma combinação única de câmaras de recirculação de ar, bicos de distribuição, amortecedores e dutos direcionais que proporcionam uniformemente meios de têmpera condicionados, o que produz propriedades uniformes e repetitivas e bons resultados dimensionais. As taxas de têmpera são predeterminadas em função das propriedades mecânicas desejadas e da seleção da liga. Os controles manuais foram eliminados e substituídos por válvulas automáticas e amortecedores. Isto permite

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Tratamento Térmico de Não Ferrosos

que as taxas de têmpera sejam controladas automaticamente para a peça específica que está sendo processada. Os parâmetros de têmpera são desenvolvidos para cada componente e, uma vez validados, podem ser integrados como parte da “receita” do produto. O sistema inclui recursos para verificar em tempo real se os parâmetros de taxa de têmpera de cada componente foram cumpridos, e a confirmação dos resultados é automaticamente arquivada para controle de supervisão do sistema e sistema de aquisição de dados. Tratamento de Envelhecimento Artificial Seguido da PAQ, os transportadores carregados são transferidos para o forno de envelhecimento artificial, onde são aquecidos e mantidos a temperaturas de 150 a 250°C. As configurações do sistema incluem sistemas autossuficientes em lote, sistemas modulares contínuos e sistemas contínuos convencionais. Sistemas de envelhecimento artificial integram características e benefícios semelhantes aos fornecidos com o sistema de forno para tratamento de solubilização. Conclusões Componentes estruturais fundidos de alumínio requerem maiores exigências de processamento de tratamento térmico do que os requisitos convencionais de fundição de alumínio. Devido a estas exigências, os fabricantes de componentes estruturais exigirão sistemas que atendam às seguintes diretrizes: • Os sistemas para tratamento térmico de peças estruturais são projetados usando ferramentas de modelagem modernas e integram recursos sofisticados e únicos as peças estruturais fundidas. • A relação entre o componente estrutural, transportador e manuseador automático do forno são cuidadosamente considerados e modelados computacionalmente por dinâmica dos fluidos para atingir as expectativas de uniformidade do aquecimento e da têmpera de um processo automotivo robusto. • A estabilidade dimensional do fundido, reduziu os níveis de tensões residuais e otimizou níveis de propriedades mecânicas através da tecnologia comprovada de Têmpera Precisa ao Ar. • Projetos de fornos para solubilização e envelhecimento integram flexibilidade para 68 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Fig. 6. Distorção da coluna B provocada pelo processo em água frente ao obtido por processamento de Têmpera Precisa ao Ar (PAQ™)

futuras expansões modulares de capacidade. • Os parâmetros de taxa de têmpera são controlados automaticamente para as variações de condições ambientais e/ou locais, de modo a fornecer propriedades peça-a-peça reproduzíveis. • A otimização do sistema de têmpera pode ser fornecida através da integração com sistemas de solução múltipla. • O espaço do equipamento é otimizado por meio de sistemas de alta densidade de têmpera. • Os sistemas de automação nível-2 fornecem uma seleção automática da “receita” das taxas de têmpera para vários componentes que estão sendo produzidos. • Os sistemas de têmpera estão disponíveis para seções de peças pesadas e fundidos contendo areia no núcleo. • Vários layouts do sistema podem ser considerados para o fluxo ideal de material na unidade. • Os níveis sonoros do sistema de têmpera são minimizados através de caracterís-

Fig. 7. Sistema de Têmpera Precisa ao Ar (PAQ™)

ticas de design acústico. • Os sistemas de tratamento térmico de componentes estruturais são projetados para serem compatíveis com CQI-9. • Os sistemas são disponibilizados a nível global, integrando os códigos e requisitos de especificação locais. Os sistemas de tratamento térmico de componentes estruturais de alumínio, bem como uma grande variedade de sistemas de tratamento térmico de outros metais ferrosos e não ferrosos, são disponibilizados pela Can-Eng Furnaces International, empresa fornecedor global de sistemas de tratamento térmico em estado-da-arte, e um importante provedor para a indústria automotiva através do fornecimento direto ou para seus fornecedores. IH Para mais informações, contate Tim Donofrio, vice-presidente da Standard and Aluminum Equipment; CAN-ENG Furnaces International Limited, Canadá tel: +1-289-292-2027; tdonofri@can-eng.com, www.can-eng.com.

Sistema de Tratamento Térmico sem Cesto (Basketless HeatTreatment System - BHTS®) O Sistema de Tratamento Térmico sem Cesto (BHTS ®) utiliza um conceito de forno de soleira rotativa. Este forno modernizado é baseado em características de concepção semelhantes ao seu antecessor, mas integra múltiplos níveis de carrossel, como um meio de aumentar a capacidade do sistema. O BHTS tem patente pendente e pode ser disposto em um layout lado-a-lado para realizar os processos de tratamento da solução e de envelhecimento artificial. Uma grande vantagem deste arranjo é que os produtos individuais de alumínio podem ser colocados em sistemas rotativos, eliminando qualquer necessidade de cestos de transporte. Um sistema robótico flexível de manuseamento transfere o produto de um modo de fluxo único de peças da mesa de carga até um dos vários níveis de carrossel do forno de solubilização. Os fundidos são adequadamente posicionados dentro do carrossel e introduzidos no forno. O carrossel assegura que cada peça seja devidamente apoiada e recebe o fluxo de recirculação de ar uniforme durante as fases de rampa rápida e de imersão dos processos.

Tratamento TĂŠrmico de NĂŁo Ferrosos

Jan a Mar 2013 www.revistalH.com.br 69

Cerâmicas e Refratários / Isolamento

Fig. 2. Tubos de suporte de elementos de aquecimento elétrico (Cortesia da Thermaltek)

asicamente, as cerâmicas derivado da palavra grega Keramos - são compostas significativamente de materiais inorgânicos não metálicos. As cerâmicas são importantes porque abrangem uma indústria grande e básica, e porque suas propriedades são fundamentais para muitas aplicações. Devido à sua estabilidade a alta temperatura e capacidade de não reagir com materiais metálicos, alumina (Al2O3 de vários graus de pureza), mulita (composta de Al2O3 e sílica - SiO2) e carbeto de silício (SiC) são usados em aplicações de alta temperatura nas indústrias de ferrosos e não-ferrosos. Todos estes materiais podem ser fornecidos em uma variedade de formatos, em formas densas e porosas. Dependendo do material e das propriedades requeridas (por exemplo, alta densidade e pequeno tamanho de partícula), as cerâmicas podem ser fabricadas utilizando os processos que se seguem: • Extrusão; • Fundição; • Prensagem a seco; • Prensagem isostática; • Moldagem por injeção. É essencial que os produtos cerâmicos forneçam suporte estrutural adequado sob 70 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

alta temperatura, bem como boa resistência ao choque térmico. Aplicações na Indústria de Não-Ferrosos Mulita

Um material particular que tem sido amplamente utilizado e extensamente aceito é a mulita porosa. A composição da mulita é de cerca de 60% de Al2O3 e 40% de SiO2. Desenvolvida há anos para o mercado de construção de fornos como rolo de queima rápida, seus requisitos incluem: • Resistência e estabilidade a alta temperatura; • Alta capacidade de suporte de carga; • Excelente resistência ao choque térmico; • Economia para ser produzida. Rolos ou tubos de mulita são extrudados, e tolerâncias relativamente estreitas podem ser obtidas, incluindo +/-1,0 mm nos diâmetros interno e externo. Excelente linearidade também pode ser mantida ao longo de todo o comprimento, dentro da faixa de tolerância TIR 2,0-4,0 mm. Uma aplicação importante para os rolos/ tubos de mulita porosa é de suportar elementos de aquecimento elétrico enrolados sobre vãos relativamente longos (Fig. 2). A mulita é uma boa escolha por causa de sua natureza

econômica, variedade de tamanhos disponíveis, resistência a alta temperatura e resistência ao choque térmico. Esses suportes cerâmicos de elementos de aquecimento elétricos são usados em equipamentos de aquecimento e sistemas de fornos para fusão, manutenção e transferência de alumínio na indústria de fundição. Devido à excelente resistência ao Tabela 1. Tamanhos e comprimentos padrão disponíveis para tubos de suporte de mulita porosa

Ext.

Int.

20mm

10mm

25mm

15mm

30mm

20mm

32mm

22mm

35mm

25mm

40mm

30mm

42mm

32mm

45mm

35mm

50mm

40mm

55mm

45mm

60mm

50mm

65mm

55mm

70mm

60mm

75mm

65mm

Comprimentos disponíveis

Todos disponíveis até 4 metros

Fig. 1. Diferentes diâmetros e comprimentos podem ser produzidos ou solicitados

Cerâmicas e Refratários / Isolamento

choque térmico, podem ocorrer rápido aquecimento e resfriamento do elemento de suporte de mulita porosa. A mulita apresenta temperaturas de aplicação de até 1350°C e refratariedade de até 1250°C, dependendo da carga. Estes elementos de suporte feitos de mulita porosa podem ser utilizados em praticamente qualquer tipo de aquecimento elétrico e aplicação em forno, incluindo fundição de alumínio, recozimento e tratamento térmico de vidro. Outra aplicação da mulita porosa na indústria de não ferrosos é como tubos de proteção dos elementos de aquecimento da fundição de alumínio, que protegem os elementos de aquecimento de respingos de alumínio. Esses tubos têm a resistência ao choque térmico adequada, e não reagem com os elementos de aquecimento. Alumina

A versatilidade dos produtos baseados em alumina na construção de fornos é incomparável. A alumina de alta pureza (99,8%) pode ser utilizada utilizada até a faixa de 1700°C, exibindo uma excelente resistência mecânica, condutividade térmica e resistividade elétrica. Formas de parede fina devem ser produzidas para garantir a adequada resistência ao choque térmico. A alumina também é resistente a muitas formas de ataque químico, incluindo o hidrogênio e gases redutores. Exemplos de aplicações para alumina incluem: • Poços de proteção e isoladores de termopares utilizados em conjunto com platina

para sensores de alta temperatura (Fig. 3) • Isoladores ou espaçadores em fornos de tratamento térmico; • Tubos de combustão; • Tubos de laser; • Eixos; • Placas; • Discos; • Formas especiais. Componentes de alumina do forno podem ser produzidos utilizando todos os processos de produção de cerâmica acima mencionados. Carbeto de Silício

Outrora pensado principalmente como um abrasivo, a utilidade do carbeto de silício tem se expandido nas últimas décadas. Tubos de SiC podem ser usados para proteger termopares que estão imersos em alumínio fundido. Os tubos podem ser feitos com paredes grossas para proporcionar máxima resistência mecânica. O SiC é bem adequado para aplicações a altas temperaturas, devido à sua elevada condutividade térmica e à excelente resistência ao choque térmico. Sílica Fundida

Este material tem uma expansão térmica muito baixa e pode ser usado de forma contínua a temperaturas de até 1000°C. As aplicações incluem tubos para vazamento contínuo e cadinhos para fundição que exigem excelente resistência de choque térmico.

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Fig. 3. Invólucros de alumina para termopares de platina (Cortesia do Furnace Parts)

Resumo As cerâmica em uma variedade de formas são utilizadas diariamente pela comunidade de tratamento térmico. Sem as cerâmicas e desenvolvimentos regulares na indústria, o processamento de alta temperatura seria muito mais desafiador. Dos termopares e elementos de proteção de fornos até os tubos e cadinhos, as propriedades das cerâmicas são fundamentais para muitas das operações que realizamos continuamente. IH Para mais informações, contate Bill Bolt, Ceramica Solutions, Inc., Texas, EUA; +1-936-5882646; wilbolt@netzero.net; www.ceramicsolutionsconroe.com.

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Fusão, Conformação e União de Não Ferrosos

Resistência de SiC e Tubo de Nitreto de Silício Integrados para Banho em Alumínio Fundido

Fig. 1. Tubos de proteção de resistência de nitreto de silício

Mitsuaki Tada - Tokai Konetsu Kogyo Co., Ltd.; Sendai, Japão

Este artigo descreve um resistência de carbeto de silício (SiC) combinado com um tubo de proteção de nitreto de silício, como um único aparelho para o aquecimento de alumínio fundido. A Tokai Konetsu Kogyo Co., Ltd. (TKK) do Japão tem fabricado e vendido elementos de aquecimento de SiC desde 1936, de forma que tem um grande corpo de conhecimento e experiência em resistências para muitas aplicações nitreto de silício é geralmente usado para o tubo de proteção do elemento de aquecimento devido às suas características superiores de resistência ao calor e a corrosão. A TKK tem fabricado tubos de proteção de nitreto de silício (Si3N4) desde 2006. Os populares aquecedores por imersão para o banho de alumínio fundido são comumente construídos com um elemento de aquecimento e tubo de proteção emparelhados. A TKK fabrica estes dois produtos e tem comercializado a unidade combinada para o mercado em geral. Unidade de Aquecimento de Imersão para Aplicações de Alumínio Fundido O nitreto de silício é um material que tem muitas características excelentes, tais como alta resistência, elevada resistência mecânica à fratura, alta capacidade de isolamento elétrico e boa condutividade térmica. Ele é amplamente usado em muitas áreas da indústria, mas especialmente para o processamento de alumínio. As aplicações mais comuns são o uso em forma de tubos de proteção para termopares em fusão, manutenção e fundição de baixa pressão, tubos de proteção para elementos de aquecimento e como tubos para risers. A Fig. 2 mostra os principais componentes e produtos utilizados no banho de alumínio fundido. As Fig. 1 e 3 mostram produtos de tubos de nitreto de silício da nossa empresa para essas aplicações. O tamanho dos produtos 72 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

varia de pequeno a grande, mas as dimensões típicas são de 20 a 150 mm (0,8 a 6,0 polegadas) de diâmetro e até 1200 mm (47,25 polegadas) de comprimento para itens de alta procura. O gás natural e a eletricidade são fontes de calor comuns para a operação de fundição de alumínio. A queima de gás tem uma vantagem em seu custo de operação, mas a eletricidade oferece menos emissões para um ambiente de fábrica limpo. Para o aquecimento elétrico, metal e SiC são os

dois principais materiais utilizados como fonte de calor. Como mencionado anteriormente, a TKK tem sido um dos principais fabricantes de elementos de aquecimento de SiC por muitos anos. Com este passado, foi natural para nós desenvolver a unidade combinada de um tubo externo de nitreto de silício e uma resistência interna de SiC. Um benefício para o usuário do aparelho combinado é que a compra de dois produtos diferentes - tubo de nitreto de silício e a resistência de SiC - de diferentes Modelo

Resistência

Eixo do Rotor Termopar

Tubo do Golpe

Tubo de Proteção

Tubo Protetor

Banho de Alumínio Fundido

Fig. 2. Exemplos de produtos para aplicação em fundição de alumínio

Fusão, Conformação e União de Não Ferrosos

Jan a Mar 2013 - www.revistalH.com.br 73

Fusão, Conformação e União de Não Ferrosos

1.200 mm Exemplo de tubo de proteção combinado a termopar

Fig. 3. Tubos de nitreto de silício para termopares

fabricantes não é mais necessária. Com esta unidade aquecedora de imersão, a aquisição pelos usuários será muito mais simples e menos problemática. Outra vantagem é a eficiência dos seus recursos técnicos. Estes produtos de dois componentes - um tubo de proteção e um elemento de aquecimento exigem especificações precisas para serem combinados entre si para uso na faixa de temperatura pretendida. Os parâmetros, tais como a folga entre os dois materiais e a tolerância dimensional

Fig. 4. Exemplo de design de montagem personalizado

necessária para acomodar a expansão térmica, são concebidos para a unidade combinada. A unidade pode ser controlada de forma eficiente a uma temperatura exata no banho de alumínio fundido, devido ao grande aquecimento por efeito Joule e consequente elevada produção de calor do SiC. Além disso, o design compacto desta unidade faz com que seja de fácil manuseio. Ele utiliza uma fonte de alimentação de 200 V e pode ser protegido de sobrecarga com um termopar embutido. Esta unidade com-

Aquecimento por efeito Joule

Energia elétrica

binada não irá restringir a flexibilidade de design dos seus equipamentos, porque nós podemos produzir unidades especificadas sob encomenda. Por exemplo, nós podemos fornecer uma unidade combinada com design personalizado para necessidades elétrica e de espaço específicas que os clientes podem encontrar em seus equipamentos. A Fig. 4 é um exemplo de montagem customizada de uma unidade combinada que precisava ter um comprimento da zona quente de 500 mm (19,7 polegadas), tensão

Radiação térmica / Convecção

Superfície interna do tubo de proteção

Resistência

Condução

Parede do forno

Convecção / Condução

Fig. 5. Sistema de imersão no banho

74 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Superfície externa do tubo de proteção

Alumínio fundido

Condução

Fig. 6. Fluxo de transferência de calor em um banho de alumínio fundido

Fusão, Conformação e União de Não Ferrosos

1600

1500 Elemento de SiC: ϕ16x250x300, Tubo: ϕ55x455x500L

1400

13.5W/cm2 20.2W/cm2 27.0W/cm2

Temperatura, ˚C

1300 1200 1100

Elemento de SiC: ϕ30x250x250, Tubo: ϕ55x455x500L

1000

13.5W/cm2 20.2W/cm2 27.0W/cm2

900 800 700 600 500 400

1400 Temperatura, ˚C

1500

1300 1200 1100 1000

Ponto de medição Parte externa Atmosfera no Parte interna do Parte externa do Alumínio do elemento tubo de proteção tubo de proteção tubo de proteção fundido

Fig. 7. Temperaturas de cada ponto por diferentes densidades de Watt

de entrada de 230 V e uma potência de saída de 18 kW. Neste caso, o espaçador para manter o elemento de aquecimento junto ao tubo de proteção foi feito com o nitreto de silício, o que assegura a integridade mecânica da unidade combinada através da gama de temperaturas. Abordagem Técnica sobre a Unidade de Aquecimento de Imersão Para efetivamente fornecer energia suficiente para todo o banho de alumínio fundido, é necessário muitas vezes um aquecedor de alta potência. Para utilizar uma potência de entrada tão alta, no entanto, ambos os componentes precisam ser projetados para suportar calor e densidade de potência. Para fabricar um sistema de aquecimento eficiente como esse, é necessário compreender o mecanismo de transferência de calor no banho. Para este mecanismo de transferência de calor, como mostrado nas Fig. 5 e 6, a energia irá mover-se do elemento de aquecimento, com o calor produzido nele por efeito Joule, para a parede interior do tubo de proteção, em seguida, para a parede exterior do tubo, em seguida, para o alumínio fundido e, finalmente, para as paredes do forno de fusão. Este fluxo de calor consiste de radiação, convecção e condução térmicas em série. É difícil calcular o valor exato da energia necessária por meio de cálculos simples. A TKK abordou este problema de concepção, medindo as temperaturas em elementos de aquecimento no interior e no exterior

900 x0.5 x5.5 x10.5 x15.5 x20.5 x25.5 x30.5 Densidade de watt, W/cm2

Fig. 8. Temperatura da superfície da resistência por densidade de Watt

dos tubos de proteção e no banho de alumínio fundido para diferentes unidades de aquecimento de saída e diferentes projetos de aquecedores. A Fig. 7 mostra as temperaturas de tais pontos de medição. Como você pode ver, a temperatura da resistência sobe com maiores potências de saída, mas as temperaturas do tubo de proteção permanecem em um valor constante. Isto é porque a condutividade térmica relativamente alta do tubo de nitreto de silício rapidamente transfere o calor do elemento de SiC para o alumínio fundido, o qual, em seguida, transfere o calor por convecção por todo o banho. Uma vez que a temperatura do alumínio fundido permanece constante, os elementos com maiores potências de entrada resultarão numa mais rápida transferência de calor e em uma temperatura mais estável do alumínio, já que as correntes convectivas recirculam o alumínio mais frio das paredes frias do forno. Por razões de esclarecimento, a condutividade de calor do ar é de 0,024 W/cm2, do alumínio é de 237 W/ cm2 e do nosso tubo de proteção de nitreto de silício é de 40 W/cm2. Pode-se dizer a partir desta observação que o sistema de imersão é um método eficiente para introduzir energia no banho. A Fig. 8 mostra a temperatura da superfície da resistência por densidade de Watt, em que a temperatura do aquecedor pode ir tão alto quanto 1450°C. Os elementos de metal não podem alcançar uma temperatura de superfície tão elevada, devido às limitações de oxidação e fusão. Isto significa

que a transferência de calor de um elemento de SiC para o banho de alumínio pode ser muito mais rápida e, portanto, mais eficiente do que a de um elemento de metal. Resumo Os dados técnicos apresentados neste artigo são uma pequena parte de nosso corpo de conhecimento. A TKK se esforça continuamente para produzir aquecedores combinados e tubos de proteção melhores, mais duradouros e mais eficientes, por meio de estudos práticos de nossos materiais e de seus processos. IH Para mais informações, contate Toshio Nakai, Tokai Carbon EUA, +1-503-640-2039; tnakai@ tokaicarbon.com; www.eremaproducts.com.

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Vácuo / Tratamento de Superfície

Plasma, Nitretação a Gás e Nitrocarbonetação para Componentes de Engenharia e Ferramentas de Conformação de Metais E. Rolinski, T. Damirgi e G. Sharp - Advanced Heat Treat Corp; Michigan, EUA

Fig. 1. Carga de anéis uníssonos de um turbocompressor PM de 310SS sinterizado durante a nitretação a plasma (note a geometria complexa das peças)

Propriedades relativas ao desgaste, corrosão e fadiga são fortemente dependentes da qualidade superficial e de suas alterações [1]. Os métodos termoquímicos, como o a nitretação a gás ou a plasma, permitem melhorias destas propriedades em aplicações mais severamente carregadas (mecanicamente e/ou quimicamente), sem causar quaisquer mudanças nas dimensões dos objetos tratados

pesar de sua longa história, a nitretação a gás ainda é um assunto de estudos extensivos. Existem publicações apresentando invenções que tornaram o processo um método totalmente controlável nos últimos 30 anos [3 e 4]. A nitretação a plasma, por outro lado, está crescendo rapidamente como um processo de baixo potencial de nitretação bem controlado, que também tem muitos outros benefícios [5]. Métodos modernos de nitretação são agora descritos em livros acadêmicos, bem como em muitas outras publicações [1-10]. As diferenças nos mecanismos dos métodos de nitretação a plasma e a gás têm um impacto sobre a utilização de ambos os processos. É importante focar nas características de aplicação mais adequadas de cada método. A nitretação a plasma é chamada de processo de baixo potencial de nitretação, devido a sua habilidade natural de produzir camadas com uma fina zona de composto [5]. Além disso, a penetração de pequenas fissuras e porosidades com a nitretação a plasma é muito limitada. O processo é, portanto, bem adequado para o tratamento de produtos sinterizados de metal de baixa densidade. A capacidade do plasma de ativar superfícies passivas o torna muito útil para o endurecimento de aços inoxidáveis e de outros metais não ferrosos (titânio e níquel). O método também é conhecido pela sua utilização eficaz quando o endurecimento seletivo é necessário. Alternativamente, o método controlável de nitretação a gás per76 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

mite a nitretação precisa em um baixo e um alto potencial de nitretação. É muito eficaz no alcance de camadas com uma zona fina ou grossa de composto em aplicações onde é necessário o tratamento de 100% da superfície. Este é especialmente o caso quando uma camada de composto muito mais espessa é requerida, sendo possível sua produção com a nitretação a plasma. Aplicações modernas dos dois métodos de nitretação - plasma e gás - devem basear-se na sua maior razão técnica dos requisitos específicos, que podem ser obtidos usando o método economicamente mais apropriado para uma dada situação. Aplicações de Nitretação a Plasma As aplicações da nitretação a plasma são muito amplas. Ela é a resposta para muitos dos problemas causados pelo desgaste abrasivo de várias ferramentas utilizadas nas indústrias de conformação de plástico e metal. Os exemplos envolvem parafusos, barris, válvulas de refluxo, bicos, moldes e outros componentes da manufatura de plásticos, submetidos a condições extremas de desgaste devido à fibra de vidro contida no plástico. Produtos que exigem uma camada fina de composto e mascaramento extenso têm demanda crescente (por exemplo, grandes virabrequins forjados, em que furos e contrapesos precisam ser mascarados). Apesar da sua universalidade, as melhores aplicações da nitretação a plasma são os produtos feitos de ligas de aço inoxidável, metais sinterizados ou titânio quando as peças são grandes e

o endurecimento seletivo é necessário. Produtos de Aço Inoxidável

Tanto a nitretação a plasma como a gás podem ser utilizadas para tratar os aços inoxidáveis. A nitretação a plasma, no entanto, tem capacidade incomparável para ativar as ligas mais difíceis. O método a gás, nessas situações, precisa de uma etapa de ativação adicional com produtos químicos muito agressivos ou extenso jateamento mecânico antes que o processo possa começar. A taxa de sputtering suficiente do aço inoxidável pode ser atingido no plasma de nitrogênio-hidrogênio, causando a ativação da sua superfície. Por conseguinte, o plasma pode ser considerado como um método particularmente adequado para o tratamento destas ligas. Um bom exemplo seria o aço 310, tal

Fig. 2. Fotomicrografia de uma engrenagem de aço 17-4 PH nitretado a plasma com passo diametral (razão do número de dentes pelo diâmetro primitivo em polegadas) de 48 (50x; Nital 3%)

Vácuo / Tratamento de Superfície

Fig. 3. Componentes hidráulicos para sistemas de direção de aeronaves feitos de ligas de titânio α+β nitretadas a plasma

como os anéis uníssonos de metal sinterizado mostrados na Fig. 1 e engrenagens 17-4 PH de pequeno passo mostradas na Fig. 2. Apesar da geometria complexa da peça, a nitretação a plasma produziu uma camada uniforme em ambas as situações. Produtos de Ligas de Titânio

As propriedades de atrito, bem como a resistência à corrosão dos produtos de ligas de titânio, são significativamente melhoradas pela nitretação a plasma [7]. A nitretação leva a formação da camada multizona, da qual a parte exterior é composta do nitreto do tipo TiN, com uma característica cor dourada. A Fig. 3 mostra os componentes de liga de titânio depois de nitretação a plasma. Produtos Grandes Exigindo Mascaramento Extensivo/ Endurecimento Seletivo

Até recentemente, o endurecimento da camada superficial tem sido usado para o tratamento térmico de engrenagens, mas a nitretação a plasma tem surtido um aumento de interesse por causar o mínimo de distorção. Isto significa que não há necessidade de se polir a forma do dente após o tratamento térmico e os produtos podem ser colocados diretamente em serviço. A técnica pode ser aplicada a engrenagens muito pequenas ou muito grandes (Figs. 2 e 4). Modos de falhas típicas de engrenagens são a fadiga por flexão, corrosão, microcorrosão, deformação e desgaste [8]. A nitretação aumenta a resistência ao desgaste e a deformação (marca) dos flancos dos dentes, resistência à flexão por fadiga da raiz do dente, bem como a resistência da superfície de contato do dente da engrena-

Fig. 4. Engrenagem interna grande de aço 4340 para a aplicação de produção de energia a ser carregada para dentro do recipiente de nitretação a plasma (note o extensivo mascaramento mecânico do lado de fora da roda dentada)

gem à fadiga por contato de rolamento (RCF - Rolling-Contact Fatigue). A RCF normalmente leva a trincas induzidas na superfície ou subsuperfície, que são grandemente minimizadas pela presença da camada nitretada. A nitretação também produz uma elevada resistência ao revenimento (isto é, aumenta a resistência do aço ao amolecimento a temperaturas ligeiramente elevadas). Estudos de tensão na camada superficial nitretada mostraram uma zona de tensão de compressão sob a superfície na zona de difusão, e valores de tensão mais elevados ocorrem nos aços de mais alta liga [9]. Engrenagens nitretadas a plasma produzidas de um material apropriado podem substituir as engrenagens cementadas e carbonitretadas. Uma comparação da resistência à fadiga de flancos de dentes para diferentes tipos de aço mostrou o efeito da profundidade da camada superficial, a dureza do núcleo e a microestrutura na resistência à fadiga [9]. A capacidade de suporte de carga no flanco e raiz do dente da engrenagem é afetada pela espessura da zona de composto (camada branca). Engrenagens nitretadas a plasma com espessura da zona do composto de no máximo 1 mícron têm a maior capacidade de carga [9]. Engrenagens nitretadas não necessitam tanta profundidade da camada superficial quanto engrenagens cementadas ou outras com camada superficial endurecidas. A resistência à tração do material do núcleo antes da nitretação deve ser levada em consideração na avaliação. Algumas das engrenagens grandes usadas em aplicações de geração de energia exigem proteção local da nitretação para permitir operações de

Fig. 5. Matriz de ferro fundido nitretada a plasma para estampagem automotiva

acabamento ou para reduzir quaisquer riscos de distorção. Isto é conseguido por intermédio de mascaramento mecânico (Fig. 4). Grandes Ferramentas de Conformação de Metais

Ferramentas de conformação de metais, como grandes matrizes de estampagem automotivas, são muitas vezes utilizadas para a conformação de peças de carroceria feitas de aços avançados de alta resistência (AHSS – Advanced High-Strength Steels), como o aço com dupla fase (DP- Dual Phase), o aço com plasticidade induzida por deformação (TRIP - Transformed Induced Plasticity) e alguns outros aços de alta resistência (HSS – High-Strength Steels). A tensão de contato exigida nessas operações excede a tensão de contato das camadas de cromo galvanicamente aplicadas, normalmente utilizadas em aplicações mais antigas. Em tais situações, a nitretação a plasma é o tratamento mais eficaz para melhorar a durabilidade e o desempenho destas ferramentas. Muitas das ferramentas são feitas de ferro fundido cinzento. Durante o tratamento a plasma, estes materiais mantêm a sua rugosidade superficial, ao contrário da nitretação a gás, que pode resultar em um aumento significativo na rugosidade [10]. Matrizes de estampagem muito grandes podem ser tratadas em câmaras de plasma, como visto na Fig. 5. Aplicação de Nitretação a Gás/Nitrocarbonetação Peças Pequenas que Exigem Tratamento Por Todos os Lados

A nitretação a gás permite uma boa penetração da atmosfera de nitretação em torno das Jan a Mar 2013 - www.revistalH.com.br 77

Vácuo / Tratamento de Superfície

cargas mais geometricamente complicadas. Portanto, o método é muito eficaz no tratamento de grandes quantidades de pequenas peças, especialmente as feitas de aço de baixo carbono. Os ciclos de nitretação a gás para o tratamento destas peças exigem um elevado potencial de nitretação para produzir uma camada nitretada, com uma zona de composto de 0,010 a 0,030 mm. As aplicações típicas incluem peças de transmissão que requerem melhorias em resistência à fadiga e ao desgaste, tais como as utilizadas em veículos de terraplenagem (Fig. 6). Peças Grandes com Propriedades de Resistência ao Galling (Desgaste Adesivo Severo) e à Corrosão

Em muitas dessas aplicações, boas propriedades de superfície do produto só podem ser conseguidas se uma camada espessa de composto ε-Fe2N1-z tiver uma camada adicional de magnetita para o aumento da resistência à corrosão. Estes requisitos podem ser facilmente atingidos por meio de um tratamento de várias etapas em um forno com controle

78 Industrial Heating - Jan a Mar 2013

Fig. 6. Carga de partes de transmissões automotivas de aço 1008 após nitrocarbonetação a gás

Fig. 7. Eixos longos de aços de baixa liga utilizados em cilindros hidráulicos após a nitrocarbonetação a gás com pós-oxidante

automático dos potenciais de nitretação e de oxidação, mostrados na Fig. 7. A nitrocarbonetação com pós-oxidação muitas vezes substitui diferentes tipos de galvanoplastia como cromo e zinco com passivação por cromatização.

efeitos de engenharia desejados, da forma mais econômica. Portanto, é de suma importância que uma análise do design do produto e sua sequência de fabricação sejam acordadas com especialistas em tratamento térmico para atingir esses objetivos. IH

Resumo As técnicas disponíveis de nitretação/nitrocarbonetação devem ser usadas em suas aplicações mais adequadas para alcançar os

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