Revista Industrial Heating – Jan a Mar/2017 by SF Editora

BRASIL

The International Journal Of Thermal Processing

Jan a Mar 2017

Criogenia Controle de Temperatura Durante o Processo

Solubilização Horizontal de Alumínio

Problemas na Nitretação - Parte I

Grupo MTC Expande Operações 14 Hitachi High-Tech Steel Inaugura seu Centro de Distribuição em Garuva (SC)

A maior e mais conceituada revista da indústria térmica www.revistaih.com.br • www.sfeditora.com.br

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CONTEÚDO

JAN A MAR 2017 - NÚMERO 34

ARTIGOS 41

Controle de Processo & Instrumentação

Controle de Temperatura Durante o Processo Criogênico Clayton Wilson - Yokogawa Corp. of America; Newnan, Georgia - EUA

O tratamento criogênico requer os mesmos tipos de controle de temperatura que os processos de classe superior, mas os métodos são diferentes.

Tratamento Térmico de Não Ferrosos

Sistemas Horizontais de Solubilização - A História de um Usuário Gary Schmid & Jason Schmid - Derrick Company; Cincinnati, Ohio - EUA / Daniel H. Herring - The Herring Group; Elmhurst, Illinois - EUA / Mike Grande - Wisconsin Oven; East Troy, Wisconsin - EUA

O propósito do tratamento térmico de solubilização é dissolver uniformemente as ligas contidas em todo o alumínio. O processo consiste em aquecer e manter a liga de alumínio em uma temperatura suficientemente alta por um longo período de tempo. 4 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

Vácuo & Tratamento de Superfície

Resolução de Problemas no Processo de Nitretação - Parte I David Pye - Consultoria Metalúrgica Internacional Pye; Saint Anne’s on Sea, Lancashire, Reino Unido

O processo de nitretação é talvez um dos mais mal compreendidos processos de tratamento termoquímico de superfície realizados atualmente.

Na Capa

Peças que serão tratadas criogenicamente durante o tratamento térmico. Confira na página 41.

EXCELÊNCIA NO FORNECIMENTO DE AÇOS ESPECIAIS  RESPONSABILIDADE SOBRE OS TRATAMENTOS TÉRMICOS E TRATAMENTOS DE SUPERFÍCIE  SUPORTE TÉCNICO NA FABRICAÇÃO DOS MOLDES E MATRIZES

Subsidiária brasileira da Hitachi High Technologies do Brasil, por sua vez parte integrante do Grupo Hitachi, a Hitachi High-Tech Steel do Brasil é fruto de uma visão de longo prazo para auxiliar no crescimento da indústria de moldes no país, em bases sólidas e consistentes. A linha de produtos comercializada no Brasil inclui aços de alta liga para trabalho a quente, aços para trabalho a frio, para injeção plástica e aplicações gerais.

A Hitachi High-Tech Steel do Brasil não se limita somente ao fornecimento do aço: assume integral responsabilidade sobre os tratamentos térmicos e tratamentos de superfície, além de suporte técnico na fabricação dos moldes e matrizes, por meio de parcerias com as melhores empresas fornecedoras de tratamentos térmicos e de superfície do país, adotando, sempre, as melhores práticas e processos, sob nossa orientação e supervisão.

(47) 3033-0402

htsb.brasil.ww@hitachi-hightech.com www.hitachi-hightech.com Av. Celso Ramos, 11.466 - Área Industrial Sul - Garuva/SC

Acesse a tabela completa de aços em: https://goo.gl/GldwBE

BRASIL

EQUIPE DE EDIÇÃO BRASILEIRA S+F Editora (19) 3288-0437 ISSN 2178-0110 Rua Ipauçu, 178 - Vila Marieta, Campinas (SP) www.sfeditora.com.br www.revistaIH.com.br Udo Fiorini Publisher, udo@revistaih.com.br • (19) 99205-5789 Sunniva Simmelink Diretora, sunniva@revistaih.com.br • (19) 99229-2137 Mariana Maia Diagramação, mariana@revistaih.com.br André Gobi Redação, andre@revistaih.com.br Marcelli Susaki Tradução, redacao@revistaih.com.br

DEPARTAMENTOS 06 Índice de Anunciantes 12 Indicadores Econômicos 13 Eventos 14 Notícias 20 Produtos 25 Serviços

42 Pergunte ao Especialista: Usinagem 50 Pergunte ao Especialista: Nitretação 54 Pergunte ao Especialista: Tratamento Temoquímico

ÍNDICE DE ANUNCIANTES Empresa

Pág.

Contato

Alloy Engineering

www.alloyengineering.com

Centorr Vacuum

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Combustol Indústria de Fornos

www.secowarwick.com

COTEQ - Abendi

www.coteq.org.br

Delphi Automotive Systems do Brasil

www.delphi.com

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

Discuta Lean Sul

www.discutalean.org

EXPOMAFE 2017

www.expomafe.com.br

FEIMAFE 2017

www.feimafe.com.br

Darrell Dal Pozzo Senior Group Publisher, dalpozzod@bnpmedia.com • +1 847-405-4044

FENAF 2017

www.fenaf.com.br

Fornos Jung

www.jung.com.br

EDIÇÃO E PRODUÇÃO NOS EUA

G-M Enterprises

4ª capa

www.gmenterprises.com

Reed Miller Publisher Associado/Editor - M.S. Met. Eng., reed@industrialheating.com • +1 412-306-4360 Bill Mayer Editor Associado, bill@industrialheating.com • +1 412-306-4350 Brent Miller Diretor de Arte, brent@industrialheating.com • +1 412-306-4356

Grupo Aprenda

43, 51

www.grupoaprenda.com.br

ESCRITÓRIO CORPORATIVO NOS EUA

REPRESENTANTE DE PUBLICIDADE NOS EUA Kathy Pisano Diretora de Publicidade, kathy@industrialheating.com +1 412-306-4357 - Fax: +1 412-531-3375 DIRETORES CORPORATIVOS John R. Schrei Edição Rita M. Foumia Estratégia Corporativa Michelle Hucal Implementação de Conteúdo Michael T. Powell Criação Scott Krywko Tecnologia da Informação Lisa L. Paulus Finanças Scott Wolters Conferências e Eventos Marlene Witthoft Recursos Humanos Vincent M. Miconi Produção As opiniões expressadas em artigos, colunas ou pelos entrevistados são de responsabilidade dos autores e não refletem necessariamente a opinião dos editores. 6 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

Grupo MTC

www.grupomtc.com.br

HEF-Durferrit

www.hef-durferrit.com.br

Hitachi High-Tech

www.hitachi-hightech.com

Infratemp

www.infratemp.com.br

Kanthal

www.kanthal.com

LMTerm

www.lmterm.com.br

Omega Engineering

2ª capa

br.omega.com

PhoenixTM Brasil

www.phoenixtm.com.br

PlásticoBrasil

www.plasticobrasil.com.br

Rolled Alloys

www.rolledalloys.com

SMS Elotherm Brasil

www.sms-elotherm.com

Synergetica

www.synergeticasp.com.br

TAV Vacuum Furnaces

3ª capa

www.tav-alto-vuoto.it

Tecnovip Instrumentos de Medição

www.tecnovip.com

Tecpropro

www.tecpropro.com

TekBrasil Comércio Internacional

www.tekbrasil.com.br

Tubotech 2017

www.tubotech.com.br

CONTEÚDO

JAN A MAR 2017 - NÚMERO 34

COLUNAS 08 Editorial EUA

Novo Ano, Nova Tecnologia

Internet das Coisas (Internet of Things, IoT) é um assunto que a maior parte de nós sabe alguma coisa, porém apenas alguns de nós têm experiência com ela. Qual é o estado atual da IoT e o que o futuro guarda para ela?

10 Editorial Brasil

O Ano da Esperança

Começamos o ano com a esperança de que finalmente a economia do nosso país pare de desacelerar. Não é o

cenário ideal, mas já alguma perspectiva positiva sobre o que devemos esperar de 2017.

26 Pesquisa e Desenvolvimento Materiais no Setor Automotivo

União de

A manufatura de veículos sempre desperta atenção da

comunidade tecnológica para qualquer iniciativa visando reduzir custos, melhoria de processos e superação de barreiras técnicas presentes nas etapas produtivas.

28 Panorama Legal Poder Público?

Por que ainda Fornecer para o

Com os agentes de mercado ainda em passo de espera,

inseguros com a retomada da economia, uma alternativa

que não deveria ser desprezada pelas indústrias do setor é a contratação com o Poder Público.

Processos Térmicos 4.0 Novo! Fornos 4.0 Processo Batelada

Infelizmente falhas acontecem. Como evitá-las ou

rastreá-las? É aqui que a Internet Industrial pode facilitar consideravelmente a vida dos vários envolvidos.

30 Siderurgia

O Tempo e o Vento

As grandes quantidades envolvidas de materiais sofisticados e a multiplicação dos parques para geração de energia eólica no mundo todo criaram um mercado muito atraente, atiçando a competição entre os diversos tipos de materiais.

32 Recobrimento

Peças Metálicas para Revestimento PVD/PECVD

As camadas PVD ou PECVD podem gerar grandes benefícios para o desempenho de peças metálicas, tais como: ferramentas de usinagem, ferramentas de conformação, componentes mecânicos de precisão etc.

34 Combustão

Novo! Combustíveis Fósseis e Emissões de Carbono

Mesmo crescente o desenvolvimento de energia limpa nas duas últimas décadas, associados a práticas de conservação de energia desde a primeira crise do petróleo, o consumo mundial de energia continua aumentando.

36 Simulação Computacional

Novo! Derrubando Barreiras na Simulação do TT

Hoje, empresas especializadas são capazes de analisar a demanda industrial e definir o pacote ideal para a abordagem de problemas como a previsão de ciclos térmicos, entre outras análises.

38 Doutor em Tratamento Térmico Bombas de Vácuo - Parte 1

Lastro de

Atualmente, algumas bombas de vácuo são providas de lastro de gás automático, mas até mesmo estas nunca devem ser tidas como infalíveis. Vamos aprender um pouco mais. www.revistaih.com.br

JAN A MAR 2017 7

EDITORIAL EUA

Novo Ano, Nova Tecnologia

REED MILLER Associate Publisher/Editor +1 412-306-4360 reed@industrialheating.com

8 JAN A MAR 2017

Internet das Coisas (Internet of Things, IoT) é um assunto que eu gostaria de discutir aqui nesta seção. A maior parte de nós sabe alguma coisa sobre isso, porém tenho certeza que apenas alguns de nós têm experiência com ela. No último ou nos dois últimos anos publicamos vários artigos que tratavam sobre como a manutenção pode se tornar mais preditiva e como pesquisas de temperatura podem se beneficiar a partir da IoT. Um artigo de Outubro de 2015[1] nos conta que o termo IoT foi usado pela primeira vez em 1999 para descrever como objetos físicos são conectados à internet. A IoT cria e nos ajuda a analisar a Big Data, mencionada no artigo de Novembro de 2016[2] sobre pesquisa de temperatura. Qual é o estado atual da IoT e o que o futuro guarda para ela? Um relatório de pesquisa feito recentemente indica que “muito pouco da IoT foi implantado em 2016”. No entanto, a IoT está começando a crescer exponencialmente. Está previsto que o crescimento da IoT seja maior do que 20% ao ano. É esperado que várias empresas passem a adotar a IoT pelas seguintes razões: • Custos mais baixos de operação; • Operações realizadas mais rapidamente; • Aumento da produtividade; • Abertura de novos mercados; • Melhora da experiência do consumidor. Com todas essas vantagens, quais seriam as suas desvantagens? Questões de segurança e de privacidade são duas das desvantagens que diminuem a sua adoção. Praticamente metade das empresas de IoT têm dificuldade para encontrar profissionais da área de segurança. Outro fator que retarda o crescimento da IoT são os negócios como conhecidos hoje. Muitos de nós encontram-se muito ocupados fazendo nossos trabalhos, de

Industrial Heating

modo que não nos sobra tempo para encontrar melhorias para eles. As vantagens listadas, portanto, irão ajudar o crescimento futuro. A “linguagem” de comunicação é outra questão que precisa ser levantada, mas que ninguém está particularmente “interessado” em avaliar. É esperado que a conectividade seja melhorada em 2017 por um protocolo sem fio, de baixa energia e de baixo alcance chamado LoRa. A baixa energia é importante sob o ponto de vista da infraestrutura para suportar a IoT.

“A IoT está começando a crescer exponencialmente. Está previsto que o crescimento da IoT seja maior do que 20% ao ano” Realidade Aumentada Como parte da IoT ou como uma tecnologia separada, a realidade aumentada é algo que pode afetar nossos negócios ou ter impacto pessoal nos próximos anos. A tecnologia aumentada irá integrar softwares ao mundo real, de modo que se tornem parte de você. Os óculos “Google Glass” são um exemplo deste tipo de tecnologia. O Bank of America Merrill Lynch estimou que a realidade aumentada pode ter 75% de um mercado de US$90-US$117 bilhões em 2020. Outras Tecnologias Um interessante comunicado de imprensa lançado em Novembro anunciou um exoesqueleto industrial chamado MAX. Isso, ou algo parecido com isso, poderia ajudar seus funcionários no futuro. O exoesqueleto foi projetado para ajudar a evitar lesões originadas por esforço excessivo, ao aumentar a resistência dos trabalhadores durante tarefas repetitivas em posições desconfortáveis, que podem acidentar ombros, costas ou pernas.

LIGAS DE NÍQUEL • AÇO INOXIDÁVEL • AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX • LIGAS DE TITÂNIO • LIGAS DE COBALTO

EDITORIAL EUA Novidade para a Industrial Heating nos EUA A Industrial Heating está lançando nos EUA uma nova coluna técnica trimestral em cooperação com a Universidade Carnegie Mellon. Temos certeza de que o Professor Pistorius trará informações sobre novas tecnologias ao longo deste ano. Com tantos de nós possuindo smartphones atualmente - há mais de 120 milhões de iPhones e de iPads nos EUA - o modo de interagirmos com o nosso meio pode estar mudando. Em 2017, IMT (Tags de Mídia Interavtiva) poderão começar a aparecer de diferentes maneiras, incluindo as propagandas. Preste atenção à Tags de Mídia Interativa em sua revista favorita de processamento térmico e comece a interagir com ela de modo diferente.

Para fabricação de muflas, retortas, soleiras, queimadores, tubos radiantes, fornos rotativos, cestos para tratamento térmico, calcinadores, potes de sais, parafusos e porcas, entre outras aplicações. • Projetado especificamente para a indústria de tratamento térmico • Ótima resistência mecânica, resistência à carburação e à oxidação até 1150ºC • 2 vezes mais resistente que as ligas 309/310 acima de 870ºC • Resistência à oxidação até 1090ºC

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Referências [1] Artigo publicado na edição da Industrial Heating Brasil de Abr a Jun/2016. Confira o artigo na íntegra aqui: http://revistaih.com. br/otimizando-operacoes-de-termo-processamento-com-a-manutencao-preditiva; [2] Artigo publicado na edição da Industrial Heating EUA de Novembro/2016. Confira o artigo na integra aqui: http://digital. bnpmedia.com/publication/?i=351312.

www.revistaih.com.br

JAN A MAR 2017 9

EDITORIAL BRASIL

Esperança de Ano Novo

UDO FIORINI Editor 19 99205-5789 udo@revistaIH.com.br

omeçamos o ano com a esperança de que finalmente a economia do nosso país pare de desacelerar. Não que seja o cenário ideal, mas já alguma perspectiva positiva sobre o que devemos esperar de 2017. Confirmando essa esperança, trazemos na edição uma notícia da ABIMAQ (Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos), informando que o setor de máquinas e equipamentos prevê uma alta de 5% neste ano, um número considerado positivo após quatro anos de quedas consecutivas no setor. A revista Industrial Heating entra em seu segundo ano sendo publicada exclusivamente em formato digital, e os números continuam a nos mostrar que a decisão foi acertada: os acessos ao site e também os acessos nas edições crescem a cada mês. Além disso, o número de empresas que estão participando também teve um crescimento em comparação com o ano passado. Por esta razão, ainda no primeiro semestre deste ano, estaremos lançando uma novidade em nosso site. Muito em breve daremos mais informações a respeito. A Edição Falando desta edição, apresentamos três artigos: o primeiro, ‘Controle de Temperatura Durante o Processo Criogênico’, da Yokogawa, apresenta os tipos de controle de temperatura dos tratamentos criogênicos. O segundo, ‘Sistemas Horizontais de Solubilização - A História de um Usuário’, foi escrito a três mãos e nos apresenta a evolução da Companhia Derrick, antiga indústria de tijolos, que passou a produzir fornos tipo bombardeiro, como é comumente chamado. O terceiro, ‘Resolução de Problemas no Processo de Nitretação’, escrito por David Pye, traz informações sobre alguns dos

10 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

problemas que podem ocorrer como resultado de um processo de nitretação, após avaliação das técnicas do processo utilizadas (nitretação por gás, diluição, banho de sal ou plasma). Nossas novas colunas são assinadas por profissionais experientes do setor: Processos Térmicos 4.0, assinada por Claudio H. Goldbach, que trata, nesta edição, sobre Fornos 4.0 - Processo Batelada. Temos também a coluna Combustão, por Fernando Cörner da Costa, apresentando dados sobre o aumento do consumo de combustíveis fósseis, apesar dos esforços crescentes no desenvolvimento de energia limpa. E, finalizando, o engenheiro Rodrigo Lobenwein escreve sobre um tema pouco conhecido e bastante complexo na área de tratamento térmico: simulação computacional. Também mantivemos nossas tradicionais colunas. Em Pesquisa e Desenvolvimento, Marco Antonio Colosio nos mostra o vasto campo de aplicações com a união de materiais no setor automotivo, como, por exemplo, os avanços dos aços de segunda e terceira geração, o alumínio prestes a ser aplicado com frequência nos veículos, compósitos tradicionais e os dos tipos sanduíches com metal. Luis Felipe Dalmedico Silveira nos mostra, na coluna Panorama Legal, que o fornecimento ao Poder Público é uma alternativa interessante para o setor, sobretudo durante um ano que, ao que tudo indica, não será muito diferente daquele que se encerrou. Na coluna dedicada à siderurgia, Antonio Augusto Gorni fala sobre a importância da Energia Eólica no mundo, além da evolução (mesmo que inicial) dos materiais utilizados em parques eólicos. Paulo Vencovsky, na coluna Recobrimento, expõe os pontos principais a serem seguidos para que se consiga uma boa adesão das camadas PVD (Physical Vapor Deposition) ou PECVD

EDITORIAL BRASIL (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), que geram grandes benefícios para o desempenho de peças metálicas. O Doutor em Tratamento Térmico, Daniel Herring, escreve sobre Lastro de Bombas de Vácuo, ponto que é essencial para bombas a óleo seladas, e normalmente mal interpretado ou negligenciado como parte da rotina de manutenção de um forno a vácuo. Estamos constantemente em busca de temas relevantes para as edições. Espero que gostem! Ainda falando em novidades, trouxemos nesta edição, três seções ‘Pergunte ao Especialista’, com os temas: Usinagem, respondida por Angelo Valdir Lanza; Nitretação, respondida por Luiz Roberto Hirschheimer e, a última, Tratamentos Termoquímicos, respondida por Antonio Carlos Gomes Junior. Convido todos a participarem desta seção, enviando um e-mail com sua dúvida para revistaih@revistaih.com.br. Buscaremos um profissional especializado e experiente no assunto para responde-la. Eventos Já tradicionalmente, na parte dos eventos, nossa empresa parceira, o Grupo Aprenda, apresenta um calendário de

grande interesse para os profissionais do setor: nos dias 15 e 16 de Março ocorrerá, em Sorocaba (SP), o IV Seminário de Processos de Tratamentos Térmicos. Neste evento teremos a presença de Darrell Dal Pozzo, Publisher da revista Industrial Heating nos EUA. Na sequência, acontecerá o I SETENF - Seminário de Tecnologia da Cadeia de Não Ferrosos, em 03 e 04 de Maio, também em Sorocaba (SP). Em 19 e 20 de Julho será a vez do II Seminário de Aquecimento por Indução na Metalurgia, nas dependências do SENAI Nadir Dias de Figueiredo, em Osasco (SP). A grande novidade para este ano será o I Seminário Engrenagens - Usinagem e Tratamento Térmico, nos dias 27 e 28 de Setembro. Além desses, acontecerá o V Seminário de Tecnologia do Forjamento em 29 e 30 de Novembro. Convido todos a acessarem www. grupoaprenda.com.br para mais detalhes. Nós, da S+F Editora, estaremos com stand nas maiores feiras do setor previstas para o ano: a EXPOMAFE, em Maio; a FEIMAFE, em Junho; a FENAF, em Setembro; e a Tubotech, em Outubro. Boa leitura!

Combustol Fornos Indústria e Comércio Ltda Rua Alberto Belesso, 590 - Lote 3 - Qd C Parque Industrial II, Jundiaí (SP) (11) 3109-5900 vendas.jundiai@combustol.com.br www.combustol.com.br

www.revistaih.com.br

JAN A MAR 2017 11

Indústria & Negócios

Novidades

INDICADORES ECONÔMICOS NÚMERO DE CONSULTAS

NÚMERO DE PEDIDOS

5,0

4,0

3,0 2,0 1,0

1,0

1,4

2,0

2,1

2,0

0,0

-1,0

-2,0

-3,0

-4,0

-5,0

-5,0 jan a mar/16

abr a jun/16

jul a set/16

out a dez/16

0,1

5,0 4,0

3,0 1,0

0,8

abr a jun/16

jul a set/16

0,1

1,0 0,0

-1,0

-2,0

-3,0

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-5,0

2,3

out a dez/16

2) O número de pedidos de clientes mudou

0,6

0,5

12 JAN A MAR 2017

abr a jun/16

jul a set/16

Industrial Heating

out a dez/16

3) Como mudou a sua carteira de pedidos de Outubro para Dezembro de 2016? Defina um ponto na escala entre -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?

-5,0 jan a mar/16

Defina um ponto na escala entre -10 a +10. de Outubro para Dezembro de 2016? Defina um

1,7

2,0

0,0

as seguintes perguntas aos cadastrados em

ponto na escala entre -10 a +10.

3,0 0,8

mercado de tecnologias térmicas. Foram feitas

mudou de Outubro para Dezembro de 2016?

FUTURO

4,0

0,8

0,9 0,1

1) O número de consultas de clientes

CARTEIRA 2,0

0,3

nosso banco de dados:

jan a mar/16

5,0

com os nossos leitores quanto à tendência (de crescimento ou diminuição) dos números do

3,0 1,0

Confira o resultado da pesquisa de opinião feita

jan a mar/16

abr a jun/16

jul a set/16

out a dez/16

Defina um ponto na escala entre -10 a +10.

Novidades

Indústria & & Negócios

EVENTOS Março 15-16

Maio 31-01

Agosto 23-24

IV Seminário de Processos de Tratamentos Térmicos FACENS - Sorocaba (SP) www.grupoaprenda.com.br

IV Curso de Manutenção e Segurança em Fornos Industriais EATON - Valinhos (SP) www.grupoaprenda.com.br

Abril 06

Junho 05-06

V Curso de Introdução ao Tratamento Térmico e Metalografia EATON - Valinhos (SP) www.grupoaprenda.com.br

Fórum Discuta Lean Sul Sociedade Beneficiente e Recreativa Santos Dumont - Brusque (SC) www.discutalean.org

Inside 3D Printing 2017 Conference & Expo Centro de Convenções Frei Caneca, São Paulo (SP) www.inside3dprintingbrasil.com.br

Agosto 28-01

I SETENF - Seminário de Tecnologia da Cadeia de Não Ferrosos FACENS - Sorocaba (SP) www.grupoaprenda.com.br

Junho 20-24

Setembro 12-15

Feimafe Expo Center Norte - São Paulo (SP) www.feimafe.com.br

Intermach Parque da Expoville - Joinville (SC) www.intermach.com.br

Maio 09-13

Junho 26-29

Setembro 26-29

IX COBEF UNISOCIESC, Campus Marquês de Olinda - Joinville (SC) www.eventos.abcm.org.br/cobef2017

FENAF 2017 Expo Center Norte, Pavilhão Branco - São Paulo (SP) www.fenaf.com.br

Julho 19-20

Setembro 27-28

II Seminário de Aquecimento por Indução na Metalurgia SENAI - Osasco (SP) www.grupoaprenda.com.br

I Seminário Engrenagens Usinagem e Tratamento Térmico www.grupoaprenda.com.br

Julho 25-28

Tubotech São Paulo Expo - São Paulo (SP) www.tubotech.com.br

Maio 03-04

Expomafe 2017 São Paulo Expo - Exhibition & Convention Center - São Paulo (SP) www.expomafe.com.br

Maio 15-17 Nemu 2017 Schwabenlandhalle Fellbach Alemanha www.ifu.uni-stuttgart.de

Maio 15-18 Coteq 2017 Windsor Oceânico - Rio de Janeiro (RJ) www.coteq.org.br

Maio 21-24 VIII Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico Centro de Convenções do Hotel Quatro Estações - Indaiatuba (SP) www.metallum.com.br/ttt2017

FIEE São Paulo Expo - São Paulo (SP) www.fiee.com.br

Agosto 21-25 Congresso Brasileiro de Aplicações de Vácuo na Indústria e na Ciência Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) - São José dos Campos (SP) www.sbvacuo.org.br

VIII SEMa - VIII Semana de Engenharia de Materiais São Carlos (SP) sema.materiais@gmail.com

Outubro 03-05

Novembro 29-30 V Seminário de Tecnologia do Forjamento www.grupoaprenda.com.br A S+F Editora não se responsabiliza por alterações em data, local e/ou conteúdo dos eventos. www.revistaih.com.br

JAN A MAR 2017 13

Indústria & Negócios

Novidades

NOTÍCIAS Grupo MTC expande operações

Peças produzidas pela MTC Tools, empresa do grupo MTC

Com início há mais de 20 anos na atividade de tratamento térmico focando no processo de austêmpera, o Grupo MTC (Mult Têmpera Coat) expandiu sua atuação e atualmente é constituído por 4 unidades de negócios: MTC Soft, MTC Log, MTC Trat e MTC Tools. Quando surgiu a necessidade de software para a atividade de tratamento térmico, o Diretor Executivo da empresa, Fladimir Paciulo, buscou no mercado uma empresa de software específica para suprir esta necessidade. “Queria investir em softwares para tratamento térmico e acabei adquirindo uma empresa que era especializada em software de gestão.” Hoje, a empresa, que foi integrada ao grupo como MTC Soft, produz ERP´s e aplicativos sob medida para companhias de prestação de serviços e sistemas de gestão para diversos segmentos para empresas de todos os tamanhos. Na sequência, o sistema de transporte da empresa de tratamento térmico precisava de profissionalização. Com o conhecimento de um expert na área, foi criada em 2012 a MTC Log, que tem atuação nacional como operador logístico no segmento automotivo e linha branca. Em paralelo, a necessidade de melhorar o aproveitamento da capacidade instalada da unidade de tratamento térmico, a MTC Trat, fez o grupo procurar outras oportunidades no mercado. Assim surgiu mais uma divisão, a MTC Tools, que faz o tratamento térmico e superficial de seus produtos nos fornos e estufas contínuos da MTC Trat, e é dedicada à industrialização e venda de elementos de fixação parafusos, porcas, arruelas e outros. 14 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

Markforged produzirá peças a partir de manufatura aditiva por difusão atômica A Markforged (EUA) anunciou seu novo sistema de manufatura aditiva por difusão atômica (Atomic Diffusion Additive Manufacturing, ADAM), técnica que será usada para produção de peças metálicas para fabricantes das indústrias automotiva, médica e aeroespacial. As peças são impressas, camada por camada, usando pó metálico armazenado em um ligante plástico. Após a impressão, os ligantes plásticos são removidos e a peça é sinterizada, formando os metais de engenharia costumeiros. Ao sinterizar a peça toda de uma só vez, a tecnologia ADAM permite que os cristais metálicos cresçam através das camadas ligadas, eliminando o efeito de redução de resistência mecânica, decorrente da estrutura camada por camada obtida por outros processos de impressão 3D.

Eaton comemora 60 anos no Brasil Em 2017 a Eaton comemora 60 anos no Brasil. Há seis décadas começaram os trabalhos na planta de São José dos Campos (SP), quando a empresa chegou com o compromisso de acompanhar o crescimento da indústria automotiva local, transferindo tecnologia e competência já tradicionais. Neste link, a gerente de Comunicação e Marketing Corporativo, Francis Kusznir, deixa um recado para parceiros e clientes: https://www.facebook.com/eatonbrasil/videos/1215563818539680/.

Grefortec faz visita à Aichelin, na Áustria Com o objetivo de buscar novas tecnologias e fortalecer uma já bem estabelecida parceria de sucesso, a Grefortec, empresa de São Leopoldo (RS) e especializada em tratamento térmico, representada por seu Diretor Industrial Rodrigo Gustavo Peres e por seu Presidente Antônio Gremes Pereira, realizou uma visita técnica e de negócios na empresa Aichelin, na Áustria, entre dias 09/02 a 15/02. A visita foi marcada por novos projetos e novos negócios para Equipe da Grefortec em visita à Aichelin, na Áustria o Brasil em 2017.

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NOTÍCIAS Dungs® firma pareceria com Tecpropro e reforça a presença na América Latina As empresas Karl Dungs Inc., dos EUA, Karl Dungs GmbH & Co. KG, da Alemanha, e Tecpropro, do Brasil, assinaram um contrato para desenvolvimento futuro de mercados na América Latina. A Dungs® já está ativa com representantes nos mercados maiores e realizando vendas na região. O alvo do projeto, por tempo limitado, é melhorar a cota de mercado e o grau de conhecimento da Dungs®. O acordo foi firmado por Karl Dungs, sócio presidente da Karl Dungs GmbH & Co. KG, Erik Tate, presidente da Karl Dungs Inc., e Thomas Detlef Kreuzaler, sócio executivo da Tecpropro, que vai executar a obra do projeto. A assinatura do contrato foi realizada no stand da Dungs®, durante realização da feira AHR 2017, em Las Vegas (EUA), no fim de Janeiro deste ano. A Dungs® atua no campo de controle, medição e modulação de ar e gás pela combustão limpa e segura, oferecendo válvulas singulares, linhas e subestações de redução e controle de gás, além de controles de queimadores singulares e siste-

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Tubos e Resistências

mas supervisórios de controle de muitos queimadores. Já a Tecpropro é uma empresa de consultoria baseada em São Paulo, e representa um portfólio de empresas com tecnologias avançadas, buscando melhorar a competividade e rentabilidade de seus clientes na América Latina.

Karl Dungs, sócio presidente da Karl Dungs GmbH & Co. KG, Thomas Detlef Kreuzaler, sócio executivo da Tecpropro e Erik Tate, presidente da Karl Dungs Inc.

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JAN A MAR 2017 15

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NOTÍCIAS Primeiro forno de nitretação a plasma da Rübig completa 25 anos Há 25 anos, a Rübig Engineering construia seu primeiro forno de nitretação a plasma. Esse sistema foi a base fundamental para que a empresa trilhasse seu caminho em nitretação. Um fato curioso: o primeiro sistema de nitretação desenvolvido, projetado para ser operado manualmente, ainda está em funcionamento. Embora não seja utilizado para produção em massa, é equipado com um novo sistema de visualização e usado com o propósito de treinar clientes da Rübig. A Rübig Engineering encontra-se representada em 42 países, com sistemas usados para melhorar as superfícies das peças de aço. Seus principais clientes são as indústrias automotivas, as empresas fornecedoras de peças para a indústria de aviação e outras empresas de menor porte que realizam tratamentos térmicos comerciais. Além dos fornos de nitretação a plasma, a Rübig Engineering está produzindo por meio de manufatura aditiva sistemas para gases de nitretação e para recobrimento assistido por plasma. Todas estas tecnologias melhoram propriedades como resistência ao desgaste, dureza e resistência à corrosão.

Gerdau inicia Joint Venture com empresas japonesas A Gerdau estabeleceu uma parceria, através de uma Joint Venture, com a Sumitomo Corporation e a Japan Steel Works ( JSW). Esta parceria dá-se pela criação de uma nova empresa, que continuará com a produção de cilindros para laminação e desenvolverá operações no mercado forjado de peças para a indústria eólica. A iniciativa é resultado do projeto Gerdau 2022, lançado em 2015, e que visa aumentar a competitividade de todas as operações a partir de uma visão estratégica de longo prazo, envolvendo a simplificação das operações e estruturas internas, a modernização da cultura empresarial, a reavaliação do potencial de rentabilidade dos ativos e o desenvolvimento de novas oportunidades de negócio. “Estamos trabalhando para transformar a Gerdau em uma empresa com melhor eficiência e rentabilidade, considerando os desafios atuais e futuros do mercado mundial do aço. Para isso, buscamos nos unir a parceiros com experiência reconhecida em seus segmentos de atuação. Com a Sumitomo Corporation e a JSW, buscaremos o desenvolvimento de produtos de alta tecnologia para nossos clientes”, afirma o diretor-presidente (CEO) da Gerdau, André B. Gerdau Johannpeter. As perspectivas para a indústria eólica no Brasil são promissoras. Segundo a Associação Brasileira de Energia Eólica, a capacidade eólica instalada atual no Brasil responde por 6% (8 GW) da matriz de energia elétrica. Em 2024, deverá alcançar 11% de participação (24 GW), conforme o Plano Decenal de Expansão de Energia, do Ministério de Minas e Energia.

Ipsen entregou 25 fornos no final de 2016

Atrás, da esquerda para a direita: Markus Mayer - projetista elétrico, Werner Fischer - gerente de pós-venda, Günter Rübig - CEO do grupo Rübig, Martin Strutzenberger - gerente de vendas de área. À frente, da esquerda para a direita: Thomas Müller - COO Rübig Engineering, Markus Saxinger - ajustador de plantas de trabalho

Não presentes na foto: Günther Schmid (inspeção de entrada, 23 anos na Rübig), Richard Süss (eletricista de planta, 20 anos na Rübig), Roland Kullmer (gestor de projetos, 19 anos na Rübig). 16 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

Nos últimos três meses de 2016, a Ipsen entregou 25 fornos para seis países, sendo que somente nos Estados Unidos os destinos foram 13 estados. Os equipamentos serão empregados nas indústrias aeroespacial, automotiva, de tratamento térmico comercial, médica, e de moldagem por injeção de metal. Os sistemas de tratamento térmico entregues variaram de um forno de sinterização sob medida a um forno a vácuo horizontal com uma capacidade de carga de 9.072 kg (20.000 libras). Entre as remessas também estavam um lavador e carregador de gases e vários fornos a vácuo equipados com software de manutenção preventiva. Também foram enviados outros fornos a vácuo verticais e horizontais.

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NOTÍCIAS Hitachi High-Tech Steel inaugura seu depósito em Garuva (SC)

Fachada da Hitachi High-Tech Steel do Brasil em Garuva (SC)

A Hitachi High-Tech Steel do Brasil, subsidiária da Hitachi High Technologies do Brasil, inaugurará oficialmente seu depósito no dia 16 de Março em Garuva, próximo a Joinville (SC). O evento contará com a presença de clientes, fornecedores e convidados do Japão. A missão da Hitachi High-Tech Steel do Brasil é auxiliar as empresas brasileiras a aumentar sua produtividade através do fornecimento de aços de alta qualidade para ferramentas, moldes e matrizes, agregando assistência técnica em projetos de ferramentas, e, com o diferencial do mercado, assumindo integral responsabilidade pelo tratamento térmico e pelos tratamentos de superfície, contribuindo para melhoria da qualidade, produtividade e vida útil, e trazendo à comunidade industrial brasileira os mais elevados padrões da indústria japonesa.

Empresa desenvolve processo para impressão de alumínio F357 e para outra ligas Al-Si A Sintavia LLC, localizada na cidade de Davie, Florida (EUA), desenvolveu todos os parâmetros necessários para manufatura aditiva de peças de alumínio F357, bem como para outras ligas de Al-Si, usadas em processos de manufatura de precisão. Este método da Sintavia para impressão a partir de pós de alumínio F357 foi desenvolvido especificamente para atender os requisitos de baixa densidade, boa processabilidade e boa condutividade das indústrias automotiva e aeroespacial. Ao estabelecer um procedimento que inclui não apenas os materiais pré-construídos, mas também os tratamentos térmicos pós-fabricação e para alívio de tensões, a companhia se torna capaz de produzir componentes MA que excedem os projetos originais de resistência em até 125%, em densidades líquidas de aproximadamente 100%.

Setor de máquinas e equipamentos estima alta de 5% em 2017 Os fabricantes de máquinas e equipamentos entram em 2017 com uma expectativa de crescimento de 5%. Embora modesto, esse número é positivo para um setor que em 2016 completou ciclo de quatro anos de quedas consecutivas, período em que seu faturamento foi reduzido a cerca de 50% do que representava em 2012. O balanço de 2016, divulgado pela ABIMAQ (Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos), revela que o setor encolheu 24,3% só no ano passado, caracterizando o pior desempenho da série histórica do setor iniciada em 1999, segundo a entidade. O desempenho só não foi pior devido às exportações. Enquanto as vendas no mercado interno caíram 33,9% no ano passado, em comparação com 2015, as exportações somaram US$ 7,8 bilhões - mais de 1/3 do faturamento da indústria nacional de máquinas e equipamentos.

Airbus produzirá peças estruturais em 3D A Airbus adquiriu um sistema de manufatura aditiva que utiliza feixe de elétrons (Electron-Beam Additive-Manufacturing, EBAM) produzido pela Sciaky Inc., empresa subsidiária da Phillips Service Industries. A fabricante de aeronaves vai utilizar o sistema de impressão de metais em 3D de escala industrial para produzir peças estruturais de grandes dimensões constituídas de titânio. A Airbus assinou dois acordos com a Arconic para o fornecimento de peças metálicas impressas em 3D para suas aeronaves comerciais.

Seco cria nova empresa especializada em vácuo A Seco/Warwick anunciou a criação da Seco/Vacuum Technologies LLC (SVT), uma nova empresa voltada para o fornecimento de fornos a vácuo padrões e customizados, além de serviços relacionados para o mercado norte-americano. A companhia terá como foco vendas e suporte para a América do Norte, oferecer fornos de demonstração de dimensionamento de produção para validação de processos, acelerar a entrega de todos os componentes produzidos, controlar e auxiliar documentações e também fornecer equipes para realizações de serviços locais nos EUA, incluindo suporte para instalação e manutenção de equipamentos. www.revistaih.com.br

JAN A MAR 2017 17

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18 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

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NOTÍCIAS Seminário de Processos de Tratamentos Térmicos Nos próximos dias 15 e 16 de Março será realizada na FACENS, em Sorocaba (SP) a 4ª edição do Seminário de Processos de Tratamentos Térmicos, realizado pelo Grupo Aprenda. Nos dois dias do evento, 15 palestras serão apresentadas por nomes expressivos do cenário nacional de processamento térmico. Serão abordados processos como nitretação, cementação, têmpera, revenimento, carbonitretação, nitrocarbonetação, entre outros. Modernos sistemas

de geração de atmosfera, telemetria por rádio frequência e softwares de simulação serão apresentados. Temas como Impressão 3D, fornos a vácuo, normas automotivas e segurança também fazem parte do ciclo de palestras. No primeiro dia, será efetuada visita às instalações da empresa INSER. Não fique de fora desse evento! Para mais informações e inscrições, contato@grupoaprenda.com.br ou (19) 3288-0437.

Combustol entregou Forno Elétrico Contínuo Automático para Multinacional

Manipulador do forno elétrico contínuo automático produzido pela Combustol Fornos

A Combustol Fornos produziu e entregou recentemente para uma empresa multinacional do segmento de autopeças, um forno especial para alívio de tensões em componentes de aço soldados por fricção, que conta com um processo integrado de automação, produção e ciclo metalúrgico específico para as peças em processamento sob atmosfera de hidrogênio e nitrogênio. A automação do sistema é executada por um conjunto de CLP’s, robôs e manipuladores especialmente projetados para executar as movimentações dos componentes de aço.

O sistema possui vestíbulos de entrada e de saída para confinamento da atmosfera onde também se encontram instalados os manipuladores de carga e descarga dos componentes de aço. O deslocamento dos componentes de aço ao longo do forno é efetuado através de uma esteira metálica projetada exclusivamente para esta finalidade, com velocidade e ciclos programados para obtenção dos resultados metalúrgicos de acordo com as propriedades requeridas para o material. O aquecimento dos componentes é convectivo, sendo realizado por turbinas de homogeneização desenvolvidas para operação à temperatura de até 700°C. A etapa final do tratamento térmico dos componentes corresponde ao seu resfriamento, também sob atmosfera controlada, que é realizado em câmaras seladas específicas que possuem ventiladores selados e trocadores de calor que operam com vazões controladas para proporcionar uma taxa de resfriamento dentro das condições especificadas para o processo.

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JAN A MAR 2017 19

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PRODUTOS Resistências Elétricas

Coletor de Dados

Kerfa

PhoenixTM Brasil

As resistências Kerfa® SAVAC® são suspensas sobre ganchos suporte em ondas uniformes. Possuem ganchos de segurança opcionais, além de sistemas abertos na parte frontal. Além disso, as resistências elétricas da Kerfa contam com alta densidade de potência e oferecem grande uniformidade de temperatura. Além de fornecer equipamentos, a Kerfa orienta seus clientes em suas necessidades, estabelecendo como objetivo relações de longa duração. www.kerfa.com

Baseado nos registradores de dados da série PTM1000, a nova geração PTM1200 da PhoenixTM com opções de canais de termopares de 6, 10 e 20 possui muitas características novas: comunicações RF bidirecionais, que permitem programação e download dos dados mesmo enquanto o sistema está no forno e recuperação automática de dados (“catch-up”); taxa de amostragem mais rápida: até 0,2 segundos para o conjunto completo de 20 canais sem qualquer perda de precisão; mais memória: para 3,8 milhões de pontos de dados, permitindo altas taxas de amostragem mesmo em processos longos; conexão bluetooth: além do padrão USB, que permite a configuração remota do sistema, mesmo se o registrador estiver dentro em uma barreira térmica, além de dados de calibração “a bordo”. www.phoenixtm.com.br

Chaves de Nível para Ambientes Críticos Omega Engineering Brasil

A Omega™ disponibiliza no Brasil as chaves de nível da série LVN-40, que são indicadas para medição de nível em ambientes de alta temperatura, carregados de umidade e para aplicações ásperas ou corrosivas. A peça tem classificação NEMA 6, alta durabilidade, versatilidade e precisão, graças à sua construção selada e inteiramente em aço inoxidável. A chave selada SPST também fornece consistente precisão e alta repetibilidade, minimizando os efeitos de vibração, vácuo ou choque. br.omega.com

Fixadores Grupo MTC

A MTC Tools é uma divisão do Grupo MTC especializada em fornecer elementos de fixação e itens C-Parts, tipo parafusos, porcas, arruelas, estampados metálicos de linhas Standard ou especiais conforme aplicação do cliente. A empresa atua com as indústrias automobilísticas, metal-mecânica, mercado eólico, eletroeletrônico, linha branca, mercado ferroviário e varejo em geral. Os produtos são desenvolvidos com a documentação PPAP, executada internamente por equipe técnica especializada. Possui laboratórios de inspeção químico e físico internos equipados para garantir e assegurar a qualidade do produto. www.grupomtc.com.br 20 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

Fornos de Espera para Alumínio Sauder

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, como também o rendimento metálico. Simples e de baixo custo, sem consumo de cadinhos ou resistências, opera por vários anos com baixa manutenção. Disponível nas capacidades de 1000 e 2000 kg. www.sauder.com.br

Mufla Servifor

O forno mufla da Servifor conta com alarme de até 10 rampas de temperatura programáveis com mostrador digital integrado e controle por PID; alta temperatura: até 1700°C por padrão ou 1800°C customizado; sistema microcontrolado por DSP com controle de corrente; sistema de potência tiristorizado com controle por ângulo de fase; mostrador digital de temperatura integrado; potência conforme necessidade do cliente; resistências de dissiliceto de molibdênio (MoSi2); volume interno útil conforme necessidade do cliente; comunicação serial para integração com software Servifor; alimentação 220 Vac trifásico ou bifásico. www.servifor.com.br

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PRODUTOS Equipamentos e Serviços para Combate a Incêndios

Sistemas com Rádio Frequência

Arcanjo

O software desenvolvido pela Datapaq atende às necessidades das normas usadas pelo mercado reduzindo o tempo gasto pelos usuários em análises e ou escrevendo os mesmos. Basta parametrizar com os dados de temperatura do processo do cliente e com um clique se obtém a classificação completa do processo e forno e qualquer das normas adotadas como referência pelo cliente. O software Datapaq é auditado, garantindo ao usuário total credibilidade das informações ali registradas. Sendo 100% rastreável, pois qualquer alteração feita no documento fica registrada na base de dados sendo inacessível para futuras mudanças. TUS - relatórios completos que atendem à CQI-9 e à AMS2750.

A empresa Arcanjo, uma nova divisão da Tecnovip, apresenta linhas de equipamentos e serviços para sistemas de combate a incêndio, atendendo a diversos setores, mantendo sempre a mesma filosofia: soluções para clientes especiais. Com uma equipe formada por técnicos e engenheiros com vasta experiência prática, realizando projetos, comercialização, instalação, manutenção, configuração e inspeção de sistemas de combate a incêndio. Entre os serviços oferecidos, estão: projetos de sistemas de combate a incêndio; manutenção preventiva de sistemas de combate a incêndio; manutenção corretiva de sistemas de combate a incêndio; inspeção de sistemas de combate a incêndio. Além de equipamentos como: centrais de alarmes; detectores de fumaça e térmicos; detectores de gases; cabos blindados para sistemas de detecção de incêndio; acionadores manuais; alarmes áudio visuais, além de outros. www.arcanjo.net.br

TekBrasil Comércio Internacional

www.tekbrasil.com.br

EloForge 4.0

Eloforge 4.0 - Aquecimento Indutivo para barras e tarugos ■ ■ ■ ■ ■

Soluções customizadas / Sistemas modulares Eficiência de energia Redução no nível de carepa devido ao controle inteligente da temperatura Aumento da vida útil dos indutores Redução no custo de manutenção / Novo conceito de Indutores

“Satisfazemos as necessidades da sua produção” SMS ELOTHERM BRASIL

Al. Rio Negro 1030 cjto.803 · 06454-020 Barueri / SP Phone +55 (11) 4191-8181

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JAN A MAR 2017 21

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PRODUTOS Device Server NPort P5150A Series Baumier Automation

O NPort® P5150A da Baumier é projetado para conectar dispositivos seriais numa rede Ethernet em instantes. Possui uma ferramenta de configuração baseada em web, simples e fácil de usar. O console da web do produto orienta os usuários através de 3 passos simples de configuração: em menos de 5 minutos todos os ajustes do NPort® estarão prontos para sua aplicação. Características e benefícios: compatível com PoE IEEE 802.3af; configuração baseada em interface Web; proteção contra surtos nas portas serial e Ethernet, além da entrada de alimentação; agrupamento de porta COM e aplicações multicast UDP; drives real COM/TTY para Windows e Linux; interface padrão TCP/IP e modos de operação UDP e TCP. www.baumier.com.br

Produtos para Processo de Têmpera Duraço do Brasil Granulados

A linha Duro Carbon 300 da Duraço traz granulados agentes de proteção em caixa, que utilizam os processos convencionais de tratamentos térmicos em meios sólidos. É especialmente indicado para a proteção de peças elaboradas em aço, ligas especiais e ferros fundidos, que serão submetidos aos tratamentos térmicos de têmpera, alívio de tensões, normalização, recozimento pleno e esferoidização, objetivando garantir a qualidade dos processos e assegurar a obtenção das propriedades desejadas. www.duracoluz.com

Pirômetro Infravermelho Endurance Series Infratemp

Os pirômetros da série Endurance da Infratemp oferecem uma solução robusta para processos industriais que necessitam maior qualidade do produto, redução de taxas de rejeição, maximização de produtividade e economia de energia. A série é composta por múltiplos modelos com características distintas para atender aos mais variados processos industriais. Também há opção 22 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

de câmera de vídeo acoplada e opção de mira laser ou LED. Um grande diferencial é a linha SpotScan™, que se trata de um acessório que permite transformar o pirômetro em line scanner. A caixa em aço inoxidável é IP65 e capaz de suportar temperaturas ambientes de até 315 °C. www.infratemp.com.br

Cerâmicas Refratárias Kanthal

Os materiais cerâmicos da Kanthal são ideais para elementos elétricos e fornos em uma variedade de formas. Incluem três tipos diferentes de cerâmicas, todos contendo ingredientes fabricados com matérias-primas da mais alta qualidade e sem conter ingredientes condutores. As cerâmicas da Kanthal são reconhecidas por possuírem resistência mecânica, alta resistência elétrica e também resistência a choques térmicos. Não contém substâncias perigosas para a saúde, pois são produzidos com matérias-primas inertes na natureza e quaisquer ligantes orgânicos utilizados são queimados durante fabricação. www.kanthal.com

Forno Câmara IFI Insertec

O forno modelo TMCG-16x320 da IFI Insertec, é do tipo câmara com porta guilhotina. Suas dimensões de carga são: 8500x8500x2000 mm, com capacidade de carga bruta para 40 ton. As temperaturas de trabalho ficam entre 550 e 1050ºC. Possuem queimadores de alta velocidade a gás natural. Sua potência térmica total instalada é de 5120 kW, com modo de controle pulsatório sequencial T/N com queimador piloto integrado. O sistema de acionamento de elevação da porta é eletromecânico e para abertura da porta, pneumático. Conta ainda com um painel programável CLP e tela sensível ao toque para controlar as manobras, exibindo a programação de curvas do processo e a situação geral do forno. Através de vídeo-registrador gráfico realiza a exibição instantânea e registra as temperaturas do processo através de conexão direta com computador. www.insertec.biz

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Novidades

FenaF 2017 17ª Feira Latino-americana de Fundição www.abifa.org.br

O mais cOmpletO eventO internaciOnal dO setOr de fundiçãO da américa latina. Toda a cadeia produtiva do setor e seus clientes juntos em um único espaço.

De 26 a 29 De setembro, Das 13h às 20h Pavilhão Branco, ExPo cEnTEr norTE - são Paulo, Brasil

eventO paralelO Conaf 2017 – 17º Congresso abifa De funDição DE 27 a 29 DE sETEmBro DE 2017, Das 8h às 12h Pavilhão Branco, ExPo cEnTEr norTE - são Paulo, Brasil

Promoção E rEalização

comErcialização

assOciaçãO Brasileira de fundiçãO – aBifa Tel. 11 3549-3344 - www.abifa.org.br informações congresso: wgutierres@abifa.org.br informações Feira: rbernardini@abifa.org.br

technical fairs Tel. 11 3963-0144 / 3963-0145 technicalfairs@technicalfairs.com.br

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JAN A MAR 2017 23

Indústria & Negócios

Novidades

PRODUTOS Controladores Universais Tecpropro

A Tecpropro fornece controladores universais de processo com painel CLP e tela touch. A programação CLP é feita com listas das direções simples ou por linguagem de programação CodeSys. A conexão das entradas é realizada diretamente no controlador ou através de sistemas I/O ou CAN-Bus. Os controladores têm vários métodos de controles de temperatura, que permitem monitorar as múltiplas zonas de temperatura dentro do equipamento. Blocos de funções pré-definidas, como gráficos e memória de dados, patamares e pistas de controle digitais/ analógicas oferecem programação e operação simples e ajustável. www.tecpropro.com

Forno Horizontal a Vácuo com Porta Integrada no Carrinho TAV Vacuum Furnaces

O forno de vácuo TAV com carrinho integrado é uma solução com ótima relação custo-benefício para cargas grandes e densas, sendo ideais para aplicações que requeiram maior repetibilidade e reprodutibilidade dos resultados. Um sistema muito funcional para tratamentos térmicos (endurecimento e revenimento, envelhecimento, alívio de tensão,

24 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

solubilização, recozimento), além de brasagem e soldagem por difusão. Perfeitamente adequado para movimentar cargas muito grandes de até várias centenas de quilogramas com segurança máxima. O carrinho montado no produto com trilho motorizado e porta integrada permite transferir peças para dentro e para fora do forno, possibilitando o uso de todo o seu comprimento. www.tav-vacuumfurnaces.com

Software de Modelamento Synergetica

O software ELTA (ELectroThermal Analysis) da Synergetica permite o modelamento de processos de aquecimento por indução para as geometrias mais utilizadas através de uma interface bastante intuitiva. Tem aplicação na indústria e na área de ensino. Permite simulações que praticamente o equipara a um laboratório virtual para o ensino da disciplina de tratamento térmico. O ELTA 7.0 tem recursos de 2D para a simulação eletromagnética e térmica de geometrias retangulares tais como quadrados, placas e chapas. www.synergeticasp.com.br

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SERVIÇOS Têmpera de Aços Ferramenta - Banho de Sal

Tratamento Termoquímico Durborid™

Delphi Automotive Systems do Brasil

HEF Durferrit

A Delphi oferece serviços de tratamento térmico com a finalidade de atender e superar expectativas técnicas e comerciais. Sendo certificada ISSO 9001, ISSO TS 16.949, ISSO 14001, OHSAS 18001 e Norma CQI-9, garante a qualidade de seus serviços. O serviço de têmpera de aços ferramenta (banho de sal) engloba os seguintes processos: aquecimento em sal fundido; tratamento térmico em aços ferramenta; aquecimento rápido e uniforme; resfriamentos ao ar, água, em óleo e sais fundidos. www.delphi.com

Os processos Durborid™ da HEF Durferrit, são tratamentos termoquímicos que conferem às superfícies altíssima dureza e resistência ao desgaste abrasivo e erosivo. Aumentam a estabilidade térmica e a resistência a ácidos. Por serem aplicáveis de maneira seletiva em uma grande variedade de materiais metálicos (aços, ferros fundidos, ligas nobres) e permitirem o posterior tratamento térmico, diversas aplicações são beneficiadas, como: matrizes de forjamento a quente e de trefilação; moldes de lingotes de alumínio e da indústria vidreira; válvulas e seus assentos; ferramentas de perfuração; encaixes e conexões de tubos; difusores e rotores de bombas; roletes; punções; discos de moagem e componentes agrícolas de desgaste. O grupo HEF oferece a solução Durborid™ no Brasil. www.durferrit.com.br

Combustão Industrial Mainflame Combustion

A Mainflame Combustion Technology atua no mercado de combustão industrial desde 2010, oferecendo soluções completas e otimizadas para diversos processos da indústria em geral. Seu principal objetivo é garantir aos clientes serviço de qualidade, buscando maior produtividade com manutenção através do controle, supervisão e gerenciamento dos sistemas aplicados. Da consultoria ao treinamento, passando por planejamento, execução e gerenciamento, atendendo do início ao fim todas as etapas do processo. A Mainflame se tornou distribuidor oficial dos produtos Honeywell/Maxon, permitindo à empresa oferecer melhores condições de preço na linha de produtos para todos seus clientes. www.mainflame.com.br

Leak Test - Testes de Vazamentos LMTerm

Contando com alto conhecimento técnico de fornos a vácuo e anos de experiência em processamento térmico, a LMTerm fornece serviços de teste de vazamento ao mercado nacional. A LMTerm possui equipamentos de Teste de Vazamentos com espectrômetro a hélio de alta tecnologia, utilizado para testes de vazamentos de alta precisão, bem como, em parceria com a TAV, possui técnicas próprias de Leak rate, as quais maximizam os resultados de níveis de vazamentos, melhorando a eficiência e reduzindo custo dos fornos a vácuo. www.lmterm.com.br

Cementação a Baixa Pressão/Vácuo TS Brasil

A TS Brasil, do HEF Groupe, oferece o processo de Cementação a Baixa Pressão (LPC)/Cementação a Vácuo. O equipamento possui uma câmara de aquecimento com sistema de injeção de gás (acetileno) e uma câmara integrada de resfriamento por nitrogênio em alta pressão (até 20 bar) com turbinas verticais de grande potência, significando maior eficácia no resfriamento somente da carga, e não do forno, e maior homogeneidade, resultando em menores deformações e melhor transformação metalúrgica. O equipamento também permite fazer tempera a vácuo. www.tsbrasil.srv.br

Tratamento Térmico Criogênico Crioforte - Tratamento Criogênico

No tratamento térmico criogênico, o material é submetido a temperaturas ultrabaixas microcontroladas por um período prédeterminado e retorna à temperatura ambiente de forma gradual. Este processo exige um controle rígido a fim de se evitar o choque térmico e extrair o máximo do processo. O tratamento é permanente e afeta todo o material, durando para o resto da vida. A Crioforte investe em pesquisa e melhoria técnica a fim de obter os melhores resultados e oferecer este meticuloso processo a seus clientes. www.crioforte.com.br www.revistaih.com.br

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PESQUISA E DESENVOLVIMENTO

União de Materiais no Setor Automotivo

MARCO ANTONIO COLOSIO marcocolosio@gmail.com Diretor da Associação e Atividades Estudantis da SAE BRASIL; Chairperson do Simpósio SAE BRASIL de Novos Materiais e da Comissão de Materiais. Engenheiro Metalurgista e Doutor em Materiais pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - USP. Professor titular do curso de Engenharia de Materiais da Fundação Santo André, lecionando diversas disciplinas na área da Metalurgia. Colaborador e associado da SAE BRASIL com mais de 30 anos de experiência no setor automotivo nos campos de especificações de materiais, análise de falhas, P&D e inovações tecnológicas.

26 JAN A MAR 2017

aros leitores, iniciamos o ano de 2017 com grandes desafios dentro das indústrias brasileiras diante de um momento político e econômico difícil no cenário nacional. A escassez de recursos e a desaceleração do consumo tornaram os investimentos em P&D muito mais concorridos. O foco nos interesses tecnológicos a curto e médio prazo estão sendo fortemente levados em conta, não poderemos gastar energia e recursos com temas inexpressivos, e sim naqueles de real interesse. Em vista destes comentários, gostaria de conduzir esta coluna discutindo alguns campos de estudos que estão recebendo preferencialmente apoios das empresas, institutos e fomento público. A manufatura de veículos, segmento de grande valia econômica para o setor automotivo, sempre desperta atenção da comunidade tecnológica para qualquer iniciativa visando reduzir custos, melhoria de processos e superação de barreiras técnicas presentes nas etapas produtivas. Penso, neste sentido, que a união de materiais das mais diversas naturezas é um campo fértil de oportunidades. Posicionando estas ideias, cito os avanços dos aços de segunda e terceira geração, o alumínio prestes a ser aplicado com frequência nos veículos, compósitos tradicionais e os dos tipos sanduíches com metal, todos mostrando um campo vasto de aplicações e, ainda, os revestimentos protetivos como fator importante nestas questões. Este debate precisa ser colocado dentro da seguinte equação: como viabilizar a junção de dois materiais sem perda de desempenho e qualidade no produto final, e desta forma direcionar os novos processos, tecnologias e materiais aplicados na cadeia de manufatura das montadoras? Apesar do custo do processo

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ainda ser uma variável importante, as barreiras tecnológicas têm maior influência na decisão final para a rota de produção. Para nos localizarmos nesta questão, citarei os obstáculos que lidamos dentro dessas rotas que atuam fortemente nas propriedades dos materiais. A primeira é a temperatura e tempo envolvidos no processo de fabricação. Neste caso, a escolha do processo produtivo é uma decisão importante para preservar a condição do material. A segunda barreira é manter a resistência dos materiais sob intempéries do processo, onde o comportamento de recuperação microestrutural pode atenuar as perdas de propriedades durante o aquecimento, como, por exemplo, nos efeitos da soldagem. Nos últimos anos e com mais presença atualmente, os novos aços de alta resistência ainda embarcando nos nossos produtos são muito sensíveis a temperaturas de processos de junção, normalmente atingidas na soldagem MIG/MAG e, por isso, estão exigindo das comunidades científicas soluções técnicas para atenuar essas perdas. Os avanços iniciais nestes casos, partiam-se para um estudo de ajuste no processo, obtendo o menor aquecimento possível do material e o aumento de velocidade de processo pelo emprego de parâmetros refinados nos equipamentos de soldagem. Apesar desses fatos parecerem de pouco interesse, digo com confiança que a diferença no comportamento do produto final em fadiga é enorme para pequenas alterações nos parâmetros de processo. No segundo caso, a metalurgia física do material tem tido um papel importante nesta questão, onde elementos químicos adicionados nos materiais provocam uma recuperação de propriedades durante o resfriamento após a soldagem. Exemplifico a precipitação de nitrocarbonetos de Va e

PESQUISA E DESENVOLVIMENTO Nb, o efeito endurecedor do B nos aços microligados e a precipitação de nanopartículas nas ligas de alumínio na série 7000 pela adição de Mg e Ti. Os temas anteriores têm um vasto campo para estudo, porém existe uma tendência em buscar processos de junção menos agressivos aos materiais e, neste caso, percebe-se um aumento significativo da aplicação de Brasagem (MIG Brazing), onde a menor temperatura de aquecimento do material reduz perdas de propriedades e danifica menos os revestimentos dos materiais. Todavia, pouco se conhece no Brasil sobre esta técnica para uso especificamente em veículos. Diante de todo este cenário, existem dois processos que vêm ganhando muito espaço: o uso do clinch e do adesivo estrutural. O primeiro já tem mostrado muita vantagem e vem sendo empregado frequentemente em aços de baixa resistência e materiais não ferrosos, mas ainda com limitação de processo para aços avançados, isto é, existe pouca informação da sua eficiência na junção em aços de alta resistência. E o segundo caso é o avanço tecnológico dos adesivos estruturais no sentido de obter melhores curas e atingir as propriedades finais diante de uma curta janela de processamento do veículo na pintura, e como um fator agravante estes materiais são muito sensíveis a variações na montagem, como os gaps e as contaminações locais. Tornando esta coluna mais desafiadora, cito dois processos que merecem atenção dos pesquisadores para um grande espaço em novos P&D. Um deles já é pauta nas discussões, chamado de soldagem por atrito (Friction Stir Welding, FSW), e o outro, ainda começando a despertar

ELTA 7.0 e 2DELTA

interesses das comunidades, é a soldagem ultrassônica. Para ambos os casos, o efeito da temperatura nas perdas de propriedades e da capacidade protetiva dos revestimentos são muito atenuados. Comprovadamente, o FSW já tem ganhado recursos de P&D para aplicações a curto prazo, como se tem notado nos centros de pesquisas brasileiros, como o LNLS-MAT[1] , IPT-LEL[2], IPEN-CCTM[3] e UFRGS-LAMEF[4] , porém o segundo caso tem muito potencial a crescer e ainda não saiu do papel de forma efetiva, apesar de já se conhecer um pouco na aplicação em polímeros e alguma coisa para alumínio. Entretanto, praticamente nada para aços. Concluindo, alerto aos crescentes investimentos nos processos de junção de manufatura automotiva (joining) para desenvolvimentos de novas técnicas em novos materiais e a presença mais intensa desses temas nos eventos técnicos dentro do setor, todos no sentido de agregar maior valor a este segmento, sendo que nestes casos, a necessidade da sinergia das engenharias mecânica e de materiais precisa ocorrer de forma efetiva para criar novas soluções de juntas viáveis ao setor automotivo, e informo para os novos pesquisadores a facilidade de encontrar centros de P&D e recursos disponíveis que atuam nestes segmentos. Um abraço e até a próxima coluna. Referências [1] http://lnls.cnpem.br; [2] http://www.ipt.br/centros_tecnologicos/LEL; [3] https://www.ipen.br; [4] https://www.ufrgs.br/lamef/.

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JAN A MAR 2017 27

PANORAMA LEGAL

Por que ainda Fornecer para o Poder Público?

LUIS FELIPE DALMEDICO SILVEIRA felipe@mtcadv.com.br www.mtcadv.com.br Sócio da MTC Advogados, bacharel em Ciências Jurídicas e Sociais pela Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUCCAMP), com pós-graduação em Direito Privado pela Fundação Getúlio Vargas (FGV) e em Direito Contratual pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUCSP), cursos nas áreas de Introdução à Economia, Economia Aplicada ao Direito, Teoria Econômica do Litígio, Teoria Econômica dos Contratos, Direito do Consumidor, Ética Empresarial e Gestão de Projetos, todos pela Fundação Getúlio Vargas (FGV), além de curso de Mergers & Acquisitions pela Georgetown/Lex Mercator.

28 JAN A MAR 2017

ano de 2016 acabou e a economia nacional, ao menos segundo as projeções realizadas até o final desta edição, permaneceu pressionada pelos efeitos da recessão. As estimativas conhecidas até aqui dão conta de uma retração geral da economia em mais ou menos 3% no ano de 2016. Setores como a construção civil e a indústria automotiva, fortes consumidores de produtos/serviços da indústria metalúrgica, seguiram essa tendência e também encolheram no ano que se passou. As projeções para 2017, é verdade, são mais otimistas. A economia, ao menos, deverá parar de desacelerar. Não é ruim, mas está longe do ideal. Com os agentes de mercado ainda em passo de espera, inseguros com a retomada da economia, uma alternativa que não deveria ser desprezada pelas indústrias do setor é a contratação com o Poder Público. Sim, o setor público passa por dificuldades. Há prefeituras municipais e estados federados pagando pelos anos de excessos. Mas há também exemplos bem-sucedidos de boa gestão pública. E a boa notícia: com ou sem crise, o Poder Público sempre demandará obras, produtos e serviços que só podem ser fornecidos pelo setor privado. O setor público, assim, oferece boas oportunidades. O governo federal, por meio da Lei nº 13.334/2016, instituiu o “Programa de Parcerias de Investimentos”, objetivando aumentar os investimentos em infraestrutura. A operação “Lava-Jato”, por sua vez, estimulou a adoção de importantes medidas de compliance e ética corporativa no âmbito das empresas públicas e sociedades de economia mista - a Lei nº 13.303/2016, por exemplo, traz dispositivos que tratam especificamente das áreas de compliance e das consequências para os casos de superfaturamento em licitações públicas. Tudo isso somado à necessidade de otimização na aplicação dos recursos financeiros existentes

Industrial Heating

acabará por premiar as empresas que mostrarem maior eficiência e, sobretudo, ética nas relações com o Poder Público. Alguém perguntará, evidentemente, como as empresas do setor de metalurgia poderiam se beneficiar desse movimento. E a pergunta é relevante, dado que os produtos oferecidos pelo setor não são comumente adquiridos pelo Poder Público. Sob um aspecto mais direto e imediato, portanto, não haveria espaço para as empresas do setor. No entanto, essa visão é enganosa. Seja nos contratos “comuns”, sobretudo em contratos de empreitada, seja nas concessões públicas precedidas de obra pública - em que o Poder Público delega ao ente privado a execução de uma obra pública para, após, recuperar o investimento por meio da sua exploração ou da execução de um serviço público a ela relacionada -, as empresas do setor poderiam participar por meio de consórcios, fornecendo os produtos necessários para a obra e amealhando os resultados com as outras empresas participantes do grupo. Os requisitos estabelecidos pelas Leis nº 8.666/1993 e 8.987/1995 relativamente à participação de consórcios públicos são basicamente os mesmos. Além da comprovação de habilitação jurídica, habilitação técnica, capacidade econômicofinanceira e regularidade fiscal/trabalhista (art. 27, L8666), devem ser apresentados o compromisso de constituição do consórcio e a indicação da empresa líder do consórcio (art. 33, L8666 e art. 19, L8987). Obviamente, nenhuma empresa pertencente ao consórcio pode, ao mesmo tempo, concorrer isoladamente no mesmo processo licitatório. O fornecimento para o Poder Público, portanto, ainda é uma alternativa interessante para o setor, sobretudo durante um ano que, ao que tudo indica, não será muito diferente daquele recém encerrado.

PROCESSOS TÉRMICOS 4.0

Fornos 4.0 - Processo Batelada

CLAUDIO H. GOLDBACH chg@perfiltermico.com.br www.perfiltermico.com.br www.termia.net Engenheiro Químico com pós em Gerenciamento Ambiental na Indústria, ambos pela UFPR. Atualmente, é Diretor da Perfil Térmico Aquecimento e Isolamento Industrial Ltda. e da Termia Technology Corporation.

or definição, fornos bateladas são aqueles em que a carga permanece na mesma posição durante todo o ciclo. Ou seja, a cada processo térmico, um lote. Se as cargas produzidas passam pelo controle de qualidade e cumprem seu papel em sua aplicação final, a missão do fabricante foi cumprida. No entanto, infelizmente falhas acontecem. Como evitá-las ou rastreá-las? É aqui que a Internet Industrial pode facilitar consideravelmente a vida dos vários envolvidos. Um software pode monitorar e registrar os principais parâmetros de todos os processos executados naquele equipamento. Quando em monitoramento, o software mostra todo o processo em tempo real, avisando na tela e também via aplicativo e SMS os desvios encontrados, por exemplo: “Temperatura da zona X está ultrapassando os limites desejados”. No caso do registro, quando uma falha for identificada, se rastrearia o número do lote. Com o número do lote, um usuário habilitado entraria no site específico tendo então a oportunidade de consultar: • Operador responsável pelo tratamento; • Hora de entrada e saída da carga; • Gráfico do set-point; • Gráfico das temperaturas versus tempo de todas as zonas do forno; • Consumo de gás e/ou de energia elétrica;

Fig. 1. Processo térmico sendo monitorado

“Processos térmicos são operações vitais para a produção de vários materiais utilizados nos componentes eletrônicos, os quais permitem a existência e a expansão da Internet” • Eficiência energética do processo. O consumo energético é extremamente importante para o gestor do processo. Por meio deste parâmetro, sabe-se o custo energético do lote produzido em R$/batelada, e assim se pode avaliar como reduzir este custo. A vida do mantenedor também é facilitada, já que todas as anomalias, como destravamento de porta, falta de energia, falha em bombas, falha nos queimadores ou resistências elétricas são visíveis e registradas como eventos. Tratando as informações desses registros, pode-se implementar algoritmos que elevam a manutenção preditiva a um nível superior. Toda a base de dados coletados pode ser utilizada, atribuindo-se assim inteligência ao forno e ao próprio processo, contribuindo para um processo produtivo eficiente e rastreável. Muitas outras funções podem ser incorporadas neste Sistema Físico Cibernético (CPS). Uma delas é a função tutorial onde o forno capacita ou recicla os conhecimentos do seu operador através de vídeos e testes práticos executados na própria interface homem-máquina. Curiosamente, processos térmicos são operações vitais para a produção de vários materiais utilizados nos componentes eletrônicos, os quais permitem a existência e a expansão da Internet: alumínio, vidro, fibra de vidro, plástico, cobre, entre outros. E agora, tais componentes, somados à inteligência humana, estão promovendo a melhoria dos processos térmicos. É a criatura podendo colaborar com o criador. www.revistaih.com.br

JAN A MAR 2017 29

SIDERURGIA

O Tempo e o Vento

ANTONIO AUGUSTO GORNI agorni@iron.com.br www.gorni.eng.br Engenheiro de Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (1981); Mestre em Engenharia Metalúrgica pela Escola Politécnica da USP (1990); Doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de Campinas (2001); Especialista em Laminação a Quente. Autor de mais de 200 trabalhos técnicos nas áreas de laminação a quente, desenvolvimento de produtos planos de aço, simulação matemática, tratamento térmico e aciaria.

30 JAN A MAR 2017

ssim como a Idade da Pedra não terminou por falta de pedra, a era dos combustíveis fósseis não irá terminar pelo esgotamento de suas reservas. Apesar de alguns imprevistos, como o resultado da última eleição presidencial americana, que sinaliza um novo governo hostil à sustentabilidade, a necessidade das emissões de gás carbônico para a atmosfera continua a fomentar o desenvolvimento de fontes limpas e baratas de energia. Uma das alternativas mais promissoras - e que, por isso mesmo, vem apresentando implantação cada vez mais acelerada, inclusive no Brasil - é a energia eólica. Como tantas outras coisas já citadas neste espaço, nada de novo sob o sol - afinal, os célebres moinhos combatidos por Dom Quixote já eram movidos a vento, bem como aqueles que no passado drenavam terras na Holanda. Ainda nos anos 1940, a família da minha mãe só conseguia ouvir rádio na fazenda se houvesse vento suficiente para que o moinho carregasse uma bateria. A única diferença é que agora o aproveitamento dessa energia se dá numa escala muito maior. De fato, a energia eólica vem se expandindo muito rapidamente no mundo todo, tendo

Industrial Heating

partido de uma contribuição desprezível nos anos 1990 até os 100 GW registrados em 2007, valor que deverá ser multiplicado por dez até 2020. Por sinal, todo o tráfego ferroviário na Holanda agora é movido por eletricidade gerada pelo vento. A capacidade de um único aerogerador pode variar desde 100 kW até 5 MW - e, quanto maior o seu porte, maior seu rendimento e lucratividade. Por este motivo, ele precisa ser instalado em alturas cada vez maiores para aproveitar os ventos mais velozes que sopram nessa região, o que implica na construção de grandes torres para suportá-lo. E, nas regiões onde o custo da terra é muito alto, a solução está na instalação dos aerogeradores no mar. Na prática, são implantados parques para geração de energia eólica, os quais reúnem dezenas de aerogeradores, não só para melhor aproveitar o potencial eólico na região, como também para gerar quantidade suficiente de energia que viabilize sua introdução no sistema elétrico integrado. Tudo isso requer grandes estruturas que precisam suportar altas solicitações mecânicas - uma aplicação onde as propriedades do aço caem como uma luva. Dentre todas as formas de geração de energia, a eólica é a que mais emprega aço e ligas ferrosas, em torno de 300 toneladas por

SIDERURGIA “Dentre todas as formas de geração de energia, a eólica é a que mais emprega aço e ligas ferrosas , em torno de 300 toneladas por MW instalado” MW instalado. Os principais componentes siderúrgicos de um aerogerador típico, com 100 metros de altura e capacidade de 5 MW, são a torre (que pesa 750 t, feita com chapas grossas de aço, correspondendo a 26% do custo), a caixa de transmissão (63 t, peças forjadas de aço e de ferro fundido, 13%), o transformador (chapas de aço elétrico, 3,5%) e gerador (17 t, peças forjadas de aço, 3,4%), além de várias outras aplicações com menor participação no custo. No caso de torres instaladas no mar, são necessários pilares e fundações para ancoramento adicionais, o que agrega mais 200 a 700 toneladas de aço ao projeto da unidade, dependendo da profundidade do mar no local da instalação. Como não poderia deixar de ser, as grandes quantidades envolvidas de materiais sofisticados e a multiplicação dos parques para geração de energia eólica no mundo todo criaram um mercado muito atraente, atiçando a competição entre os diversos tipos de materiais. As torres eólicas também podem ser feitas com, por exemplo, concreto. Isso estimulou uma corrida pelo aperfeiçoamento dos materiais existentes para atender as aplicações específicas do setor eólico, não só em termos de suas propriedades finais, como também da redução de seu peso e facilidade de seu processamento. Este último fator é muito importante, pois não é raro que os parques eólicos sejam implantados em regiões remotas, de difícil acesso e sob condições climáticas adversas. No caso das chapas grossas usadas na fabricação das torres e demais estruturas, os aços ao carbono comuns foram substituídos pelos microligados com maior nível de resistência mecânica, o que permite reduzir sua espessura sem afetar sua resistência mecânica, nem à fadiga. Os eixos e seus cubos, bem como as carcaças das caixas de transmissão, feitos anteriormente com ferro fundido dúctil, são agora feitos com uma versão austemperada desse material (ADI); as engrenagens da caixa de transmissão passaram a ser feitas com aço microligado para cementação, permitindo reduzir o tempo e custos desse tratamento termoquímico. Mas isso é só o começo. Ainda há muito espaço para a evolução dos materiais usados na geração de energia eólica.

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JAN A MAR 2017 31

RECOBRIMENTO

Peças Metálicas para Revestimento PVD/PECVD

PAULO VENCOVSKY paulo.pktec@gmail.com Engenheiro Metalurgista pela Escola Politécnica da USP; Mestre em Engenharia pela Escola Politécnica da USP; Pós-Graduado em Administração Industrial pela Fundação Vanzolini da USP. Sócio Proprietário da PKTec Consultoria Ltda com atuação em projetos voltados às áreas de Metalurgia e Engenharia de Superfície.

s camadas PVD (Physical Vapor Deposition) ou PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) podem gerar grandes benefícios para o desempenho de peças metálicas, tais como: ferramentas de usinagem, ferramentas de conformação, componentes mecânicos de precisão etc., seja por sua elevada dureza, baixo coeficiente de atrito ou inércia química. Estas camadas são relativamente finas, ou seja, com espessuras geralmente menores do que 10 μm. São aplicadas por um processo a vácuo que passa por pressões abaixo de 10E-8 bar e que submete as peças a temperaturas entre 180 e 450°C, dependendo do tipo de camada depositada. Para que se consiga uma boa adesão da camada, é preciso que se atenda a uma série de pontos, conforme detalhado a seguir. Limpeza As camadas PVD/PECVD são muito sensíveis a contaminações durante o processo de deposição. Ou seja, se algum tipo de resíduo se misturar inadvertidamente em sua composição, suas propriedades são alteradas de forma a comprometer sua adesão e/ou seu desempenho. Normalmente, as peças que serão revestidas são submetidas a um processo prévio de lavagem que prevê a passagem por uma série de tanques com detergentes, assistidos por ultrassom, terminando o ciclo com a imersão em água deionizada, seguido de secagem por ventilação forçada de ar quente para que se consiga uma superfície limpa e isenta de manchas. Este processo de lavagem, entretanto, não consegue remover uma série de contaminantes que precisam, portanto, ser evitados. Condições inadequadas do ponto de vista de contaminantes superficiais:

32 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

• Resíduos de pintura como tinta ou verniz; • Resíduos de cola; • Marcações coloridas; • Regiões oxidadas; • Resíduos de fluidos refrigerantes que secaram sobre a peça após processos de usinagem/retífica; • Resíduos de pastas de polimento ou de lubrificantes, principalmente os que contenham silicone; • Tratamentos superficiais: oxidação negra, revenimento a vapor, fosfatização, nitretação com camada branca; • Revestimentos galvânicos tais como: cromo duro, zincagem, etc; • Peças brutas de sinterização com filme superficial de cobalto. Para se ter uma ideia do nível de limpeza que se precisa alcançar, as peças lavadas não podem mais ser tocadas com as mãos nuas porque as impressões digitais que ficariam nas peças já comprometem a adesão do revestimento. Acabamento Picos de rugosidade acentuados podem se quebrar quando a superfície da peça revestida é submetida a esforços tangenciais (deslizamento), gerando exposição localizada do metal-base. Ainda com relação a uma rugosidade acentuada, se as cristas forem amassadas sobre a superfície da peça devido a processos inadequados de acabamento, podem reter sujeira que se desprende durante o processo de revestimento (vácuo), comprometendo a pureza e, portanto, a qualidade da camada. Como referência, normalmente recomenda-se que ferramentas de usinagem tenham rugosidade Ra abaixo de 2 μm, ferramentas de conformação rugosidade Ra abaixo de 0,5 μm e componentes mecânicos

RECOBRIMENTO de precisão rugosidade Ra abaixo de 0,1 μm. Rebarbas de retífica devem ser eliminadas, pois são intrinsicamente frágeis e quando quebram, levam a camada junto. Quando isto ocorre em ferramentas de usinagem, acaba-se expondo o substrato justamente na região mais crítica, que é a aresta de corte. Queimas de retífica e camadas refundidas de eletroerosão precisam ser eliminadas, pois geram regiões superficiais afetadas termicamente que são frágeis e por isso podem destacar-se parcialmente da peça durante o uso, levando o revestimento junto. Estrutura do Substrato O substrato precisa ter uma dureza tal, que não deforme plasticamente nas condições de uso da peça. A camada precisa de um bom apoio para desempenhar bem sua função. Assim sendo, o substrato deve também suportar a temperatura do processo de revestimento sem perder sua dureza. Conjuntos de peças montadas devem ser desmontadas antes do revestimento, pois as frestas entre as peças podem não ser limpas suficientemente durante o processo de lavagem e reter água, o que prejudicaria o processo de bombeamento de vácuo.

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Uma restrição semelhante ao de peças montadas ocorre para peças trincadas ou com porosidade, por exemplo, de sinterização. Como neste caso não é possível desmontar a peça, precisa-se submeter o material a ser revestido a um processo prévio de vácuo de desgaseificação. O material de adição utilizado em peças soldadas/ brasadas deve suportar as temperaturas do processo de revestimento. Soldas que contenham Zn, Cd e Pb em sua composição, a princípio, devem ser evitadas, pois estes elementos possuem uma baixa pressão de vapor e facilmente podem contaminar a camada depositada ou condensar no sistema de vácuo do equipamento de revestimento, prejudicando seu funcionamento. Condição de Envio No caso de peças sujeitas a oxidação, estas devem ser oleadas com óleo protetivo desaguante compatível com o processo de lavagem prévio ao revestimento PVD/ PECVD. As peças devem ser embaladas de forma a minimizar o risco de danos superficiais, pois encontram-se em suas condições finais dimensionais e de acabamento.

- Sais para tratamentos térmicos e termoquímicos (nitretação, cementação, têmpera, revenimento, 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 - Produtos para boretação

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JAN A MAR 2017 33

COMBUSTÃO

Combustíveis Fósseis e Emissões de Carbono

FERNANDO CÖRNER DA COSTA fcorner@uol.com.br Doutor em Energia pela USP, Mestre em Engenharia de Processos Químicos e Bioquímicos pela Mauá, Eng. de Segurança pela UERJ e Eng. Mecânico pela PUC-RJ, com 40 anos de experiência em processos térmicos industriais.

grande maioria dos cientistas que estudam o fenômeno do aquecimento global do planeta tem responsabilizado as emissões excessivas de gases do efeito estufa, dando especial destaque à queima de combustíveis fósseis. Apesar dos esforços crescentes no desenvolvimento de energia limpa nas duas últimas décadas, associados a práticas de conservação de energia desde a primeira crise do petróleo, em 1973, o consumo mundial de energia continua aumentando. Está sendo previsto um crescimento médio anual de 1,4% até 2040, segundo o caso de referência citado no International Energy Outlook 2016 (Energy Information Administration, EIA - 2016). Por sua vez, esta publicação da EIA prevê um crescimento médio anual de 1,2% para o consumo de energia no setor industrial no mesmo período. A tendência mundial para combater o aquecimento global está expressa no relatório BP Energy Outlook 2017: enquanto as participações percentuais do petróleo e do carvão mineral na energia primária mundial diminuem, a parcela do gás natural (GN) deverá crescer 1,6% ao ano entre 2015 e 2035, atingindo 25% no final deste período; está previsto também que a participação da energia renovável, fonte que apresentará o maior crescimento nesse período, seja responsável por 10% da energia primária em 2035. Apesar

disso, as previsões mostram a importante participação dos combustíveis fósseis que, segundo o relatório da BP, ainda contabilizarão mais de 75% das fontes primárias de energia em 2035 (eram 85% em 2015). No setor industrial, ambas as publicações da EIA e da BP (Bristh Petroleum) indicam claramente a significativa participação mundial ainda crescente do GN como energético, passando de 50,7 em 2012 para 80,4 quatrilhões de BTU por ano em 2040 (EIA, 2016). No Brasil, esta premissa não será diferente, visto que existe significativo potencial nas jazidas do pré-sal, além do seu favorável posicionamento geográfico em relação aos centros industrializados. Porém existem ainda alguns entraves quanto à disponibilidade do GN, caso necessário gerar energia elétrica em quantidades significativas através de usinas térmicas, como consequência de baixos índices pluviométricos. Além disso, o aumento da disponibilidade de gás natural depende ainda de pesados investimentos a serem realizados, tanto em redes de transporte como nas redes de distribuição. E as alternativas da distribuição com gás natural liquefeito e gás natural comprimido ainda são incipientes como solução energética no Brasil. Por outro lado, existe a possibilidade do atendimento à demanda industrial com o gás liquefeito de petróleo (GLP), devido à ampla

Tabela. 1. Emissões específicas de CO2 COMBUSTÍVEL

34 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

EMISSÕES ESPECÍFICAS DE CO2 (kg CO2/milhão kcal)

(% relativa ao GN)

Carvão mineral (carvão vapor)

396

161,0

Óleo combustível BPF

333

135,4

Óleo diesel

311

126,4

Querosene

303

123,2

Gás liquefeito de petróleo

270

109,8

Gás natural

246

100,0

COMBUSTÃO Sistemas PhoenixTM para 'TUS’

“Apesar dos esforços crescentes no desenvolvimento de energia limpa nas duas últimas décadas, associados a práticas de conservação de energia desde a primeira crise do petróleo, em 1973, o consumo mundial de energia continua aumentando” rede de distribuição que atende a 100% dos municípios brasileiros (SINDIGÁS, 2014). Com respeito à produção de GLP, o país caminha para a autossuficiência, onde suas principais fontes são o refino do petróleo e as Unidades de Processamento de Gás Natural. A Tabela 1 indica as emissões específicas de gás carbônico, mostrando as reduções possíveis de se obter com a substituição dos combustíveis sólidos e líquidos por gás natural e gás liquefeito de petróleo. Nesta tabela foram considerados apenas os cálculos teóricos das emissões, baseado nos teores médios de carbono contido nos combustíveis e seus poderes caloríficos. Não foram levadas em conta as eficiências nas aplicações em processos industriais, por serem valores particulares a cada caso. Mas, de modo geral, a opção gás favorece a obtenção de eficiências mais elevadas na medida em que existe uma maior intimidade com o oxigênio, exigindo baixos excessos de ar de combustão. Também o fato dos produtos da combustão serem limpos, praticamente sem enxofre e fuligem, pode possibilitar a mudança do processo de troca de calor indireta por troca direta. Assim, é possível concluir que os gases combustíveis (GN e GLP) são energéticos de transição, colaborando significativamente para a redução das emissões de carbono, chuva ácida, fuligem e outros poluentes, sendo as opções mais indicadas para as próximas décadas até que energias renováveis estejam disponíveis. Referências [1] BP - British Petroleum, Energy Outlook 2017 edition; [2] EIA - U.S. Energy Information Administration, International Energy Outlook 2016, Office of Energy Analysis, U.S. Department of Energy, Washington, USA, 2016; [3] SINDIGÁS, Gás LP no Brasil, volume 9, 1ª edição, pág. 2, Rio de Janeiro, 2014.

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SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Derrubando Barreiras na Simulação do TT

RODRIGO LOBENWEIN rodrigo@sixpro.pro www.sixpro.pro Gerente comercial da SIXPRO Virtual&Practical Process, empresa especializada em simulação computacional. Graduado em engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e com MBA em Gestão Comercial pela Fundação Getúlio Vargas (FGV), especializou-se em Engenharia de Vendas para a indústria e análise de custos de processos.

pós anos de observação do mercado e discussões com engenheiros, gerentes, representantes e editores, é notória a existência de uma barreira invisível na indústria com relação à abordagem de processos de tratamento térmico através de ferramentas computacionais. As ferramentas Computer Aided Engineering (CAE) já estão bastante difundidas na área de conformação mecânica. Entretanto, a indústria ainda conhece muito pouco sobre o tipo de ajuda que as simulações podem oferecer na engenharia do tratamento térmico de materiais metálicos. O desenvolvimento da indústria e da engenharia, ao longo de décadas, ganhou mais força com o advento da evolução de microprocessadores e a utilização de métodos como o dos Elementos Finitos, por exemplo. Pacotes comerciais com interfaces amigáveis surgiram buscando facilitar a utilização de simulações pelos engenheiros. Hoje, empresas especializadas são capazes de analisar a demanda industrial e definir o pacote ideal para a abordagem de problemas como a previsão de ciclos térmicos, a

realização de processos termoquímicos, a variação de microestruturas, a geração de tensões residuais e distorções resultantes em componentes tratados, além de uma série de outras análises. Não somente os códigos CAE foram aprimorados, mas também

“A indústria ainda conhece muito pouco sobre o tipo de ajuda que as simulações podem oferecer na engenharia do tratamento térmico de materiais metálicos” foram investidos recursos na obtenção de propriedades e comportamentos dos materiais para a alimentação dos modelos numéricos. O software JMatPro é um exemplo de recurso focado na simulação de propriedades de materiais para a prática industrial e para a simulação computacional. A simulação do tratamento térmico é uma tarefa complexa. Informações reais de

Simulação de processo

Método numérico

Ciência dos materiais

Processo de fabricação

Análise de custo

Fig. 1. Correlação entre áreas e/ou disciplinas variadas na simulação do processo (da Silva e Viana, “Implementação da Simulação”, Coluna Empresa-Universidade, Revista Industrial Heating, Out a Dez de 2015) 36 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL alimentação dos modelos podem ser difíceis de serem obtidas. Comparativamente, uma operação de conformação mecânica necessita apenas das propriedades de um material para o desenvolvimento da simulação, enquanto que no tratamento térmico são necessárias as propriedades em função da temperatura para cada microestrutura (vários submateriais) possível na liga em estudo, i.e. austenita, ferrita, perlita, bainita e martensita, além de se estabelecer toda a cinética de transformação de fases. Para tanto, o JMatPro é um ótimo ponto de partida, permitindo tentativas sem a necessidade de grandes investimentos na aquisição de propriedades de materiais. A taxa de transferência de calor em função da temperatura da superfície da peça durante o processo também constitui uma outra variável de grande importância para o modelo numérico. Finalmente, é preciso compreender que as previsões são dependentes dos parâmetros do modelo computacional, como tamanho e forma dos elementos, por exemplo. No entanto, quando bem desenvolvidas, essas previsões podem fornecer boas tendências comparáveis

ao processo real. Além da complexidade da simulação e do pouco conhecimento da indústria de TT sobre seus benefícios, existe também a dificuldade da implantação: além de não ser intuitiva, necessita de uma metodologia específica, de treinamento, de dedicação e, principalmente, de tempo. Uma implantação não criteriosa pode comprometer a continuidade do trabalho. Da implantação depreendese outro problema: escassez de mão de obra qualificada. Os softwares de simulação “apenas” preveem os resultados através de cálculos baseados nos parâmetros de entrada. A solução dos problemas e a escolha das estratégias do processo são feitas pelos usuários, técnicos e engenheiros envolvidos. Assim, o conhecimento do processo é de suma importância, mas o conhecimento do software para configuração e manipulação corretas dos parâmetros de simulação se mantém imprescindível. Apesar de tantos entraves, a simulação tem se provado efetiva, tanto técnica quanto economicamente, na solução dos problemas da indústria metalúrgica. Para isso, é

necessária a análise dos processos para identificar aqueles elegíveis ao uso das ferramentas virtuais. A chave desta análise é o foco nos custos (Fig. 1), estratificando-se cada etapa e cada aspecto do processo, seja a matéria-prima, o tempo e o custo energético inerente a ele, as etapas subsequentes (como a usinagem após a têmpera e a necessidade de sobremetal), as experimentações nos processos em desenvolvimento, entre muitos outros. Como exemplo, pode-se citar a evolução da distorção de um anel em “C” quando temperado em óleo (Fig. 2), cuja a previsão e o respectivo método de correção foram estabelecidos via cálculos computacionais. Enfim, para auxílio na análise dos processos e na decisão pela implantação da simulação, as empresas podem procurar empresas especializadas que oferecem o serviço de simulação. Dessa forma, uma vez definido o caminho para a solução de um problema industrial através da simulação, a empresa certamente aumentará a sua compreensão das vantagens da ferramenta e a visão de aplicação em outros possíveis projetos.

Geometria de referência

Fração volumétrica MARTENSITA

1.00 0.857 0.750 0.625 0.500

0.375 0.250 X

Geometria a 900°C (100% austenita)

4 segundos

10 segundos

25 segundos

0.125 0.000

Fig. 2. Simulação (meio perfil simétrico) da formação de martensita e da distorção durante a têmpera em anéis em C; deslocamento aumentado 20x (adaptado do artigo “Distortion in quenching an AISI 4140 C-ring – predictions and experiments”, Materials & Design, da Silva et al., 2012) www.revistaih.com.br

JAN A MAR 2017 37

DOUTOR EM TRATAMENTO TÉRMICO

Lastro de Bombas de Vácuo - Parte 1

doutor foi chamado porque o paciente estava se sentindo mal e não conseguia ir ao trabalho. Em um exame mais aproximado, uma substância marrom escura, gasosa e leitosa foi declarada culpada. Por que, você perguntaria, o seu forno a vácuo não produz peças aceitáveis? Talvez parte da resposta esteja no fato de que seu óleo de bomba de vácuo necessite de um lastro. Vamos aprender um pouco mais. Lastro de gás é essencial para bombas a óleo seladas, como bombas giratórias, mas isso é normalmente mal interpretado ou negligenciado como parte da rotina de manutenção de um forno a vácuo. Como uma boa prática, deve ser realizada inspeção entre 20 a 30 minutos por dia e normalmente é feita antes do forno começar a produzir peças (nunca enquanto o forno está com carga!). Atualmente, algumas bombas de vácuo são providas de lastro de gás automático, mas até mesmo estas nunca devem ser tidas como infalíveis. De modo simples, um lastro de gás é uma maneira de permitir que a bomba a vácuo possa lidar com gases que contém vapor condensável ou umidade sem contaminar o óleo. De maneira a discutir apropriadamente o uso do lastro de gás, é eficiente revisar o propósito do óleo de bomba de vácuo.

DANIEL H. HERRING +1 630-834-3017 dherring@heat-treat-doctor.com 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.

0.5 0.45 Peso da água em onças

0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0

Fig. 1. Vapor de água no ar úmido[4] 38 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

70 Temperatura

100

Óleo de Bomba de Vácuo - Uma Revisão O óleo em bombas giratórias serve a vários propósitos críticos. Estas bombas são projetadas com ajuste muito específico entre as partes móveis (as palhetas do rotor) e as partes fixas (o invólucro de bombeamento). Uma camada fina de óleo é necessária nas fendas entre as partes e age como vedação, sem a qual a bomba não pode produzir vácuo. Além disso, o óleo lubrifica as superfícies das partes móveis (rotação/deslizamento), o que pode ser um ambiente muito duro, de baixa pressão, alta velocidade de superfície e elevada temperatura. O óleo também resfria a bomba ao remover calor das áreas onde é gerado e permitindo que se dissipe no reservatório de óleo. Por estas razões, a viscosidade, pressão de vapor e outras propriedades do óleo sofrem grande impacto durante o processo. Também é crítico que o óleo não seja contaminado. No mundo do vácuo, entretanto, é mais fácil falar do que fazer. Se o óleo for contaminado com umidade ou outras impurezas, este não poderá vedar, lubrificar ou resfriar a bomba. O resultado é a falha em alcançar o nível de vácuo desejado em um período de tempo razoável. E se a bomba continuar a operar com o óleo contaminado, pode superaquecer, parar de funcionar corretamente ocasionando parada e exigindo um reparo caro ou reconstrução. Como Ocorre a Contaminação do Óleo de Bomba? Uma das causas principais da contaminação do óleo de bomba é a umidade. Quando uma câmara de vácuo ou um forno é aberto e fechado durante a carga e a descarga, ar com alta umidade (Fig. 1) pode entrar na câmara. Além disso, umidade na forma de água pode entrar no forno junto com a carga. Esse vapor

DOUTOR EM TRATAMENTO TÉRMICO Monocamada de moléculas de água

Êmbolo

Água

Cortiça de borracha

Superfície interior do forno Fig. 2. Moléculas de água coletadas na superfície interior do forno[5]

de água irá se anexar nas superfícies do interior da câmara em camadas mono ou bimoleculares (Fig. 2). No caso do forno a vácuo, o isolamento poroso de alta superfície de contato pode absorver grande quantidade da umidade em curto intervalo de tempo. Na próxima vez que a câmara for submetida a vácuo, essa camada de água irá cristalizar na forma de gelo e então vaporizar e esse vapor será carregado dentro da bomba junto com o gás bombeado. Lastro de bomba de gás elimina a água que pode contaminar o óleo. Vapor de água não é o único contaminante que pode parar no gás bombeado. Vapores de solvente de componentes de limpeza, ou moléculas de lubrificantes ou graxa encontrados nas partes próximas do forno também podem ser liberados, carregados com o fluxo de gás e entrar na bomba. Sem o lastro de gás eles também irão se misturar ao óleo e contaminá-lo, diminuindo bruscamente sua eficiência. Vapor de Pressão O motivo pelo qual a umidade ou vapores de solventes se misturam ao óleo está relacionado com a pressão de vapor da umidade ou do solvente. Pressão de vapor é a propriedade de todos os líquidos que os permite entrar em ebulição em qualquer pressão abaixo dela e condensar em qualquer pressão acima. Pode-se pensar que a pressão de vapor é a pressão mínima exigida para manter o líquido no estado líquido. Se a pressão nesse ambiente cair abaixo desse limite, então o líquido entrará em ebulição. A pressão de vapor é função da temperatura, usando a água como exemplo que pode entrar em ebulição em pressões menores do que 24 mbar (0,02 atm), que é a pressão de vapor da água na temperatura ambiente. A pressão de vapor e o seu impacto sobre a ebulição pode ser ilustrada em um experimento simples utilizando

Êmbolo

Vapor de água

Fig. 3. Experimento para demonstrar pressão de vapor (adaptado pelo autor)[6]

um êmbolo e uma pequena quantidade de água (Fig. 3). Primeiro, puxe o pistão para trás para que entre um pouco de água no êmbolo. Então feche o bocal do êmbolo usando uma cortiça de borracha para vedação. Em seguida, rapidamente termine de puxar o pistão, reduzindo a pressão dentro do êmbolo. A água irá ferver assim que a pressão do êmbolo for menor do que a pressão de vapor da água, até mesmo se a água estiver na temperatura ambiente. Finalmente empurre o pistão de volta e o vapor de água irá condensar assim que a pressão dentro do êmbolo estiver acima da pressão de vapor da água. A mesma sequência que ocorreu no experimento do êmbolo ocorre no processo de vácuo. Enquanto o vácuo é aplicado na câmara, toda água residual (ou líquido volátil) se transforma em vapor assim que a pressão da câmara for menor do que a sua pressão de vapor correspondente. Esse vapor de água que se mantém um pouco acima da pressão de vapor é sugado pela bomba. Após alcançar o lado de compressão da bomba, o vapor condensa imediatamente da mesma maneira que a água no êmbolo. O líquido então forma gotas que se misturam ao óleo, contaminando-o. O lastro de gás evita isso fazendo com que a válvula de saída se abra antes do vapor condensar, e o vapor é descarregado junto com o lastro. Sumário Agora que você entende melhor como o óleo da bomba de gás é contaminado, da próxima vez será explicado como aplicar o lastro de gás, assim como suas vantagens e limitações. Referências As referências podem ser consultadas online no endereço: http:// revistaih.com.br/lastro-de-bombas-de-vacuo-parte-1. www.revistaih.com.br

JAN A MAR 2017 39

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CONTROLE DE PROCESSO & INSTRUMENTAÇÃO

Controle de Temperatura Durante o Processo Criogênico Clayton Wilson - Yokogawa Corp. of America; Newnan, Georgia - EUA O tratamento criogênico requer os mesmos tipos de controle de temperatura que os processos de classe superior, mas os métodos são diferentes.

s conceitos básicos de tratamento térmico de metais remontam aos primeiros ferreiros. No processo de fazer ferramentas e armas, eles aprenderam: • Como controlar a temperatura com uma mistura de combustíveis e ar; • Como avaliar a quantidade de calor através da cor do metal; • Como a têmpera em água alterou as características de dureza. Com a chegada da Revolução Industrial, os processos evoluíram com muitos avanços na metalurgia. Um maior nível de controle através de medição de temperatura mais precisa e a quantificação do processo possibilitaram a repetibilidade de formas anteriormente não possíveis. Então, na segunda metade do século XIX, os processos criogênicos e de refrigeração, recentemente desenvolvidos, permitiram que os produtos fossem resfriados a níveis muito inferiores às temperaturas de inverno, independentemente da localização ou estação. No que se refere ao tratamento térmico, as histórias de fabricação relatam que as relojoarias suíças do século XIX deixavam peças ao ar livre durante o inverno. Quando montados em um dispositivo, estes componentes permitiam que o relógio funcionasse com mais precisão em longo prazo. Na década de 1930, tornou-se comum a prática de congelamento de aço para ferramentas, principalmente porque possibilitou que o metal mantivesse um acabamento. Esses fabricantes provavelmente não entenderam o que

Engenheiros que projetam peças críticas têm mais métodos para controlar a microestrutura da peça acabada quando o tratamento criogênico é acessível, além do tratamento térmico convencional

estava acontecendo, mas perceberam o resultado. Muitos avanços de fabricação foram desenvolvidos durante a Segunda Guerra Mundial, mas o uso da criogenia no tratamento de metais ainda estava, em grande parte, na infância. Enquanto os metais congelados a baixas temperaturas apresentaram maior resistência ao desgaste, os processos não foram bem caracterizados. Assim que os usuários perceberam que o tratamento térmico exigia mais cuidado do que simplesmente jogar as peças que seriam aquecidas em um forno, eles também notaram que os processos criogênicos exigiam calibração e controle cuidadosos. Controle de Tempo e Temperatura para Tratamento Térmico Muitos processos básicos de tratamento térmico são simples. Outros são muito mais sofisticados, como as peças que são colocadas em um forno acompanhando uma série de ciclos de rampa e patamar. Nessas aplicações, o forno se aquece lenta e uniformemente, oscilando possivelmente a 815°C durante 40 horas. Então, deixa-se na temperatura final durante 80 horas e esfria-se lentamente por mais 20 horas. O controlador monitora a temperatura do forno precisa e deliberadamente através dos ciclos de rampa e o mantém estável em qualquer nível selecionado. Como a quantidade de peças em uma carga e sua massa www.revistaih.com.br

JAN A MAR 2017 41

CONTROLE DE PROCESSO &PERGUNTE INSTRUMENTAÇÃO AO ESPECIALISTA

#USINAGEM

RESPOSTA: A retificação centerless sempre foi o grande desafio do setor de usinagem nas empresas que trabalham com peças de alta precisão. O operador vai se sentir bastante incomodado toda vez que examinar uma haste retificada contra a luz e se deparar com esse visual descrito. Mas o que fazer, o que provoca isso? Precisa haver uma certa “afinidade entre homem e máquina”, pois haverá necessidade de um ajuste fino ou finíssimo no alinhamento das guias de entrada e saída, com a linha tangencial do rebolo de corte. Esse ajuste é tão sutil, que dependendo do tempo de prática e perfil do operador, poderá demandar horas, para se ter um resultado positivo. Considere que durante a remoção de material se produza uma microondulação na superfície da haste, devido a um micro desalinhamento das guias de entrada da peça. Como a remoção, ou o fagulhamento, se dá até a metade do rebolo, aproximadamente, a partir daí a peça já “pronta”, será apenas “lambida” nos picos dessa micro-ondulação, produzindo uma rugosidade mais fina, devido à falta de remoção. E agora, dependendo da velocidade de passagem e da rotação da peça, fatalmente se produzirá uma marca helicoidal, apenas visual e muito intrigante. Mas é possível eliminar esses inconvenientes, focando em melhorias nos recursos da máquina. Angelo Valdir Lanza Pesquisador e Consultor na área de Usinagem por Abrasão, com especialização em Processos de Retificação e Brunimento de Alta Precisão. Especialista da empresa Robert Bosch - Brasil / Alemanha; Diretor da ATBA - Associação Técnica Brasileira de Abrasivos - sede: LAMAFE - USP São Carlos - SP.

Participe desta seção! Envie suas

dúvidas para revistaih@revistaih.com.br.

42 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

Zona de revenimento

204

Temperatura em °C

PERGUNTA: Por que em retificação centerless de hastes, processo de passagem, vez ou outra, as peças saem com um “aspecto feio”, mostrando marcas mais escuras, de formato helicoidal, muito embora, esteja com todas as tolerâncias milesimais do diâmetro, paralelismo e rugosidade?

Aquecimento para revenimento 44 Resfriamento

Aquecimento

Zona de patamar criogênico 184

Tempo, horas Fig. 1. Enquanto os ciclos de tratamento térmico variam com base na liga específica, a natureza do formato da peça e sua aplicação final, muitas situações atualmente exigem um processo que combine baixas e altas temperaturas. Controlar a temperatura, quando os métodos de aquecimento e resfriamento tiverem características muito diferentes, requer sensibilidade sofisticada e estratégia de controle

combinada pode variar, a quantidade de calor que absorvem também pode variar. Significa que o controlador deve ser capaz de compensar e manter o forno na temperatura ideal, independentemente do tamanho da carga. Alguns processos envolvem apenas um ciclo de aquecimento ou apenas um ciclo de resfriamento criogênico, mas muitos envolvem ambos. Para obter máxima propagação de temperatura e o tratamento mais ideal de metais, as peças são frequentemente resfriadas e aquecidas seguindo um programa cuidadosamente projetado. Em alguns processos, um controlador pode ter de esfriar e depois aquecer as peças, oscilando de -184 a 204°C durante um período de 10 horas em uma forma linear. Quando um processo de tratamento térmico exigir temperaturas baixas e altas, ele proporciona desafios complexos para o controlador. O controle de um processo a frio - seja em forno criogênico ou congelador horizontal - tem

algumas diferenças críticas em relação ao controle de um forno de tratamento térmico padrão em temperaturas bem acima de 537°C. Estes fatores críticos afetam o desempenho de um controlador de temperatura, quando estão envolvidas temperaturas sub-zero. Esses fatores devem ser considerados quando se aplica o mesmo controlador para executar as etapas de aquecimento e resfriamento. Embora a tecnologia pareça semelhante ao aquecimento, as características do processo são muito diferentes. Fabricantes de fornos criogênicos e câmaras ambientais muitas vezes usam o método menos dispendioso de remoção de calor do processo e peças individuais. Ao iniciar a partir de uma temperatura ambiente típica, o uso de um líquido criogênico é caro e nem sempre necessário. Um congelador mecânico básico pode proporcionar a primeira fase de resfriamento para reduzir a quantidade de fluido criogênico utilizado. Naturalmente, significa que

CONTROLE DE PROCESSO & INSTRUMENTAÇÃO

o controlador deve ser capaz de lidar com vários estágios de resfriamento no processo. Em situações onde as temperaturas mais baixas são necessárias, podem estar envolvidos vários tipos de processos criogênicos. Assim como as peças podem ser aquecidas compreendendo um período de rampa específico, elas devem ser conduzidas até sua temperatura final a uma taxa de controle em aplicações criogênicas. A oscilação muito rápida pode sabotar a microestrutura desejada no metal. Um dispositivo de controle com um bom algoritmo e gerenciamento de padrão de set-point é necessário para manter a taxa de rampa específica e necessária para um processo bem sucedido. Utilizando o PID para Ambas as Direções Um problema comum com o uso de um controlador para ambos os processos é a diferença entre o funcionamento dos modos de aquecimento e resfriamento. A diferença afeta como a sintonia do loop deve ser configurada. Para muitos controladores, o resfriamento é uma reflexão tardia, e eles não têm total habilidade do PID para controlar o lado de resfriamento. Para muitos controladores de calor/ frio, a temperatura mais baixa esperada é -18°C, de modo que o algoritmo de resfriamento é um subconjunto do controle de aquecimento. Isso funciona bem para recipientes revestidos usando vapor e um líquido de resfriamento, como um tanque de fermentação em uma cervejaria. Para processos criogênicos, no entanto, o controlador precisa de uma estratégia PID e um mecanismo completamente separados para controlar a temperatura perto do set-point. Loops de aquecimento típicos

só podem deslocar a temperatura do processo para cima porque o elemento de controle é um aquecedor. Se a temperatura for muito alta, o controlador desliga o aquecedor e espera até que a temperatura fique dentro da faixa especificada. Quando as opções de aquecimento e resfriamento estão acessíveis, um controlador mal ajustado pode reagir exageradamente, quando uma temperatura estiver muito alta durante um ciclo de aquecimento, e ativar o resfriamento criogênico. Na pior das hipóteses, pode até começar a oscilar entre ciclos de aquecimento e resfriamento, o que pode causar choques térmicos desastrosos para as peças que estão sendo tratadas ou tornar-se um grande desperdício de energia e processo criogênico. Quando o forno atinge seu set-point - quente ou frio - e a saída é alternada entre calor e frio, a sintonia precisa ser ajustada. A maioria das sintonias automáticas não funciona bem, a menos que seja sofisticada o suficiente para perceber as diferenças entre as funções de aquecimento e resfriamento. Normalmente, a sintonia deve ser ajustada independentemente. Desafios do Resfriamento Criogênico O conceito de aquecimento latente raramente é considerado em situações mais convencionais. Quando se utiliza um líquido criogênico para resfriar as peças, as alterações no calor latente, que permanecem no ambiente e nas peças, podem tornar difícil uma temperatura se manter estável. Conforme o nível de latência muda, as dinâmicas do sistema mudam. Como resultado, o controlador deve ajustar como isso responde ao forno, mesmo que a temperatura seja a mesma. Um controlador eficaz minimi-

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JAN A MAR 2017 43

CONTROLE DE PROCESSO & INSTRUMENTAÇÃO

Fig. 2. Para obter máxima propagação de temperatura e o tratamento de metais mais ideal, as peças são frequentemente resfriadas e aquecidas seguindo um programa cuidadosamente projetado

zará a quantidade utilizada de fluido criogênico ajustando as variáveis do PID ou utilizando um tipo de lógica fuzzy para responder às condições de alteração, que também irá apresentar um produto melhor. Medir temperaturas criogênicas pode representar desafios. O sensor de temperatura escolhido em processos de tratamento térmico a quente e a frio, é quase sempre um termopar. Claro que existem vários tipos de termopares e a seleção merece séria consideração. Muitos tipos de termopares são classificados para temperaturas sub-zero, mas as especificações podem não contar toda a história. A precisão e sensibilidade de diferentes tipos de termopares começam a divergir quando se tenta medir em faixas criogênicas. Se a leitura da temperatura tornar-se menos confiável, a capacidade para controlar com precisão será reduzida. Isso é um problema porque os fabricantes contam com a repetibilidade dos processos de tratamento térmico para manter a consistência de lote a lote. As tolerâncias críticas para peças usinadas com precisão podem ser interrompidas pelo processamento de inconsistências. Infelizmente, conforme a temperatura cai acontece o mesmo com a sensibilidade dos termopares. A extensão da alteração varia de acordo com o tipo de termopar. Os tipos de pequenos sinais de milivolts produzidos em uma temperatura criogênica podem tornar uma leitura precisa praticamente impossível. Para piorar as coisas, o pequeno sinal de um termopar é mais suscetível a ruídos do que um sinal gerado a uma temperatura mais alta. Assim, o monitoramento de ruídos e técnicas de interligação adequadas são especialmente críticos. 44 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

Além disso, muitos controladores e registradores de processo não foram projetados para operar em faixas de temperatura criogênica. O firmware do controlador normalmente converte um sinal de termopar em uma temperatura, usando uma curva ou tabela de consulta para converter o valor de milivolt em uma temperatura. Deste modo, o controlador que está sendo avaliado deve ser capaz de lidar com valores tão baixos. A faixa de operação mais baixa dos termopares deve ser incluída nos instrumentos, e será particularmente crítico se as curvas Tipo E ou T estiverem presentes. Essas curvas são frequentemente utilizadas em aplicações criogênicas. Controlar o ambiente do forno nem sempre é fácil, dependendo da temperatura desejada. Quando se utiliza um gás liquefeito como fluido criogênico, pode levar o ambiente até ao ponto de ebulição do gás se for alimentado continuamente para dentro da câmara, até que todo o calor latente seja removido. O ponto de ebulição do nitrogênio líquido é -196°C. Se for desejável alguma temperatura mais elevada, por exemplo, -101°C, o controlador deve manter a temperatura injetando fluido criogênico intermitentemente. Para os usuários mais acostumados a processos aquecidos, a ação de resfriamento de um processo criogênico é significativamente mais rápida que o aquecimento com aquecedores elétricos ou à gás natural, o que requer diferentes estratégias de controle. Conclusão O tratamento térmico criogênico, utilizado sozinho ou em conjunto com processos aquecidos, pode fornecer ferramentas úteis aos fabricantes. As estratégias para controlar essas temperaturas representam desafios significativos para aqueles que se deslocam neste território desconhecido. Os fornecedores podem ajudar, mas devem ter experiência específica em processo criogênicos, bem como produtos para atender a estas aplicações desafiadoras. PARA MAIS INFORMAÇÕES: Clayton Wilson, Gerente de produtos, instrumentos de controle para a Divisão de Instrumentos de Controle da Yokogawa Corp. of America, Newman, Georgia - Eua; tel: +1 800-888-6400; e-mail: clayton.wilson@us.yokogawa.com; web: www.yokogawa.com/us. Tradução gentilmente realizada por Cassius Magdo de Barros, Gerente Engenharia de Aplicações PCI/Netsol/System da Yokogawa Brasil; tel: (11) 3513-1428/ (11) 97413-5071; e-mail: cassius.barros@ br.yokogawa.com; site: www.yokogawa.com.br.

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JAN A MAR 2017 45

TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS

Sistemas Horizontais de Solubilização - A História de um Usuário Gary Schmid & Jason Schmid - Derrick Company; Cincinnati, Ohio - EUA Daniel H. Herring - The Herring Group; Elmhurst, Illinois - EUA Mike Grande - Wisconsin Oven; East Troy, Wisconsin - EUA

Fig. 1. Exemplo de grandes peças tratadas em fornos na Companhia Derrick: Tanque de aço

Antes da Segunda Grande Guerra Mundial, Cincinnati, Ohio, era a base da Companhia Derrick, que fabricava tijolos utilizando grandes fornos de calcinação para produção através de argila extraída das encostas de Cincinnati e no norte de Kentucky.

urante a Segunda Grande Guerra Mundial, houve a necessidade de tratar grandes peças de tanques para serem utilizadas em um palco de combates norte-africano, o que impeliu a Harry Derrick a utilizar seus fornos de calcinação de fabricação de tijolos como fornos de tratamento térmico. Os resultados foram tão bons que o Departamento de Defesa levou especialistas de todo os EUA para aprenderem os métodos empregados pela Companhia Frank J. Derrick. Por seu empenho, Derrick recebeu em reconhecimento o prêmio “E” do Exército/ Marinha por excepcional esforço e serviço. Conforme o tempo passou, Cincinnati se transformou na capital mundial de máquinas ferramenta, e a necessidade por tratamentos térmicos maiores e em grandes quantidades pareceu evidente. A Companhia Derrick continuou a investir nesta parte dos negócios de forma a descartar completamente os negócios com tijolos. Enquanto isso, Derrick construiu um dos maiores fornos de tratamento térmico da região que

poderia tratar cerca de 54 toneladas de aço em uma batelada (Fig. 1). Pela década de 1990, a Companhia Derrick era muito bem respeitada por seus tratamentos térmicos de pequenas e grandes peças de aço fundidas e soldadas. No começo da década de 2010, Derrick começou a estudar o potencial de executar processos de tratamentos térmicos mais específicos e logo veio a focar em tratamento térmico de alumínio. Tornou-se claro em sua pesquisa que havia alta demanda por tratamento térmico de pequenas peças de alumínio. Em particular, o mercado exigia que fosse realizado durante a conformação da peça para obter as melhores propriedades padrões inerentes às indústrias automotivas, aeroespaciais e outros campos. A capacidade de encontrar especificações como AMS 2770 (tratamento térmicos para ligas de alumínio em chapas, tubos e perfilados), AMS 2771 (tratamentos térmicos para ligas fundidas de alumínio) e AMS 2750 (pirometria) era crítica. Derrick sabia que teriam de lidar com grandes volumes de pequenas peças, mas a companhia também preferia ter a

Tabela 1. Matriz do processo (cedida por Dan Herring, do Grupo Herring) Processo

Solubilização

Têmpera

Envelhecimento

Objetivo

Trazer para a solução sólida a maior concentração possível de elementos endurecedores de liga (Cu,Si,Mg).

Preservar de maneira mais intacta possível a solução sólida formada em elevadas temperaturas.

Causar precipitação (o grau de equilíbrio estável para cada categoria é uma função de tempo e temperatura).

Intenção

Para poder obter uma boa reação de precipitação é necessário produzir uma solução sólida.

Resfriar em uma velocidade que permita a formação de uma solução supersaturada.

Criar uma mudança em que a estrutura se recupere de condições instáveis ou metaestáveis (produzida pela têmpera ou encruamento)

46 JAN A MAR 2017

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TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS

Tabela 2. Máximo tempo de atraso permitido na solubilização (fonte AMS 2770 N) Mínima espessura em mm (nota 2)

Máximo tempo em segundos (nota 3)

Até 0,41 (incluso)

De 0,41 a 0,79 (incluso)

De 0,79 a 2,29 (incluso)

Acima de 2,29

Notas: [1] O tempo de atraso é medido do tempo que a porta do forno se abre, ou quando a primeira porção de carga emerge em um leito fluidizado, ou banho de sal ou zona de aquecimento de um forno contínuo para completar a imersão da carga no tanque de solubilização; [2] Espessura mínima é a mínima dimensão da seção mais fina de qualquer parte da carga; [3] O máximo atraso no tempo de solubilização especificado pode ser excedido porque testes realizados no último ano provaram que em partes da peça a temperatura.

opção de poder tratar grandes peças de alumínio. Os meios tradicionais de solubilização para essa variedade de peças de alumínio exigem grandes fornos de fundo móvel. Esses sistemas, no entanto, são caros e requerem maior disponibilidade de espaço para sua instalação. Após consultar especialistas na indústria e outros tratadores da área, Derrick optou por uma nova tecnologia fornecida pela empresa Wisconsin Oven Corp. Este método emprega um sistema de solubilização horizontal, consistindo em um forno de batelada, um tanque de solubilização externa posicionado na frente e um equipamento especial de manuseio para transferir rapidamente a carga para o tanque de solubilização. Desenvolvimentos recentes na tecnologia providenciaram um tempo de solubilização de 7 a 10 segundos, o que compete favoravelmente com sistemas de fornos de fundo móvel. Esse tempo mais rápido para a solubilização atende aos requisitos rigorosos para a maioria das peças de alumínio que a Companhia Derrick pretendia tratar comercialmente. Consequentemente, a introdução ao forno horizontal de solubilização fez sentido

Comprimento total do sistema Fig. 2. Forno de fundo móvel - espaço requerido 48 JAN A MAR 2017

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como um ponto de entrada lógico ao mercado de tratamento térmico de alumínio enquanto Derrick começou a integrar requisitos mais técnicos e precisos do tratamento térmico especializado em seus sistemas atuais de tratamento de grande porte. Tratamento Térmico do Alumínio Para melhor compreender a seleção de equipamentos da Companhia Derrick, é necessário revisar o processo de tratamento térmico de solubilização de alumínio. O alumínio que é tratável termicamente contém elementos de liga como cobre, silício e magnésio dissolvidos na matriz. Para preparar um tratamento em solubilização adequada, uma sequência específica dependente das variações no tempo e na temperatura é exigida (Tabela 1). Tratamento Térmico em Solução O propósito do tratamento térmico de solubilização é dissolver uniformemente as ligas contidas em todo o alumínio. O processo consiste em aquecer e manter a liga de alumínio em uma temperatura suficientemente alta por um longo período de tempo para alcançar uma solução sólida quase homogênea, na qual todas as fases estão dissolvidas. A temperatura típica de tratamento térmico é entre 454-566°C. Não deve ocorrer o superaquecimento ou aquecimento insuficiente das peças. No caso de superaquecimento, fusão eutética pode acontecer com a correspondente degradação de propriedades como resistência à tração, ductilidade e tenacidade à fratura. Se o aquecimento for insuficiente, a solução é incompleta e os valores de resistência serão abaixo do esperado. Até esse momento no processo de produção as peças já foram forjadas, extrudadas ou fundidas e às vezes usinadas, portanto a sucata produzida por tratamento térmico indevido é uma falha custosa e deve ser evitada.

Comprimento total do sistema Fig. 3. Solubilização horizontal - espaço requerido

TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS

Em geral, uma variação de temperatura de ±5,5°C é permitida, mas algumas ligas exigem tolerâncias ainda menores. O tempo em dada temperatura é função da espessura e pode variar de alguns minutos a várias horas. O tempo para aquecer a carga até a temperatura de solubilização também varia com a espessura da seção e a disposição da carga. Assim sendo, o cálculo para o tempo total deve levar isso em consideração. Solubilização Solubilização rápida e ininterrupta em água ou polímero é necessária. A solução sólida formada pelo aquecimento deve resfriar rápido o suficiente para produzir uma solução supersaturada em temperatura ambiente. Isso propicia uma condição ótima para o processo de endurecimento por precipitação sólida. A solubilização é, de diversas maneiras, o passo mais crítico na sequência em processos de tratamentos térmicos. O objetivo é preservar da maneira mais intacta possível a solução sólida formada na etapa de aquecimento ao resfriar rapidamente para alguma temperatura inferior, normalmente próxima da temperatura ambiente. Em geral, os princípios e procedimentos para tratamento térmico utilizados em ligas de alumínio de chapas, tubos e perfilados são muito próximos aos utilizados em ligas de alumínio fundido. Para alumínio fundido, maiores tempos de solubilização são permitidos e a solubilização é tipicamente feita em água. Para seções mais finas e para certas ligas, o tempo de solubilização deve ser mais curto e glicol ou água quente são utilizados para prevenir distorções, especialmente em formas complexas. Após a solubilização, o alumínio está amolecido e deve ser endurecido para uso.

Envelhecimento O envelhecimento é alcançado através da precipitação por um ciclo de tratamento térmico que aquece o material temperado até 100/200°C e permanece nesta temperatura por determinado intervalo de tempo, normalmente horas. Isso otimiza tanto as propriedades de tração e o limite de escoamento enquanto aumenta a dureza. A ductilidade também diminui, sendo ela uma medida do percentual de elongação do material. Equipamento para Tratamento de Solubilização - Comparação de Tecnologias O objetivo do sistema de tratamento de solubilização é executar precisamente e confiavelmente o processo de envelhecimento enquanto providencia resultados reproduzíveis e fluxo de eficiência do material de trabalho. Há dois tipos de equipamentos comumente empre-

gados: os sistemas de fornos de fundos móveis e os sistemas horizontais. Design Tradicional: Equipamentos para Fornos de Fundo Removível Este tipo de sistema envolve uma abertura no fundo do forno, do qual a carga é rapidamente movida para o tanque abaixo. O forno possui uma porta (ou duas portas opostas) que desliza para permitir a passagem da carga (Fig. 2). O tanque de solubilização se movimenta em um carro que se direciona para baixo do forno. O forno é elevado para permitir a passagem do tanque de solubilização. Um sistema de elevação localizado acima do forno permite a descida da carga para o tanque. A carga é conectada por ganchos aos cabos do sistema de elevação, que pode se movimentar verticalmente através do topo do forno. A primeira vantagem desse tipo de forno é a rápida velocidade de solu-

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TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS PERGUNTE AO ESPECIALISTA

#TRATAMENTOTÉRMICO #NITRETAÇÃO PERGUNTA: Qual é o melhor processo de nitretação que existe? RESPOSTA: Isto depende do que sua peça ou ferramenta exige - alta resistência à abrasão, alta resistência à fadiga, alta resistência ao engripamento, alta resistência à corrosão, ou uma combinação de todas elas? Resistência à abrasão significa dureza superficial alta e, portanto a escolha de um aço contendo altos teores de elementos de liga formadores de nitretos é fundamental. Processos tradicionais, a gás, podem suprir esta necessidade. Alta resistência à fadiga mecânica significa bloquear o movimento das discordâncias existentes no reticulado cristalino do aço. Processos muito bem conduzidos e controlados, tanto a gás, quanto em plasma, contemplam esta necessidade. Alta resistência ao engripamento e à corrosão significa criar uma microestrutura sub superficial com características não metálicas (camada branca). São os chamados processos de nitrocarbonetação (onde se fazem adições simultâneas de nitrogênio e carbono à superfície), que podem ser realizados tanto a gás, quanto em plasma, como em banhos de sais. Uma pós-oxidação da camada nitrocarbonetada pode elevar a resistência à corrosão a valores superiores a 400 horas de salt-spray. Luiz Roberto Hirschheimer Engenheiro metalurgista pela Escola de Engenharia Mauá com pós-graduação em física dos metais pela Technische Hochschule Clausthal, Alemanha, e em Administração Industrial pelo Instituto Mauá de Tecnologia, foi Gerente técnico da Divisão Tratamentos Térmicos da então Brasimet, hoje Bodycote. Foi sócio-proprietário e gerente técnico da empresa Techniques Surfaces do Brasil Ltda. Na ABM, foi o primeiro diretor da Divisão Técnica Tratamentos Térmico e Engenharia de Superfícies. Atualmente, é sócio-proprietário da Hirschheimer Serviços Ltda., empresa especializada em Consultoria.

bilização, que é definida a partir do momento em que as portas do forno se abrem até que a carga esteja totalmente submersa. O tempo de solubilização comum é de 7/10 segundos e pode chegar a 5 segundos para cargas menores. As desvantagens são o custo elevado e o espaço requerido dentro da fábrica. Abordagem de Tecnologia Avançada Recentemente um sistema alternado ao tradicional se tornou popular - os fornos de solubilização horizontais. Neste modelo, a porta é localizada na frente do forno ao invés de ser na parte inferior (Fig. 3). Após a carga ser aquecida e mantida na temperatura pelo tempo necessário, a porta rapidamente se abre e um extrator especialmente projetado transfere a carga da câmara do forno até o elevador de solubilização na frente do forno. O elevador de solubilização, então, imediatamente deposita a carga no tanque. No passado, o estado da tecnologia em solubilização horizontal era tão in-

ferior que era limitado a peças com uma seção transversal mais espessa (normalmente peças fundidas) onde um tempo maior de solubilização era aceitável. A primeira geração do equipamento possui um tempo de solubilização de 15 segundos ou maior e não cumpria as especificações exigidas pela AMS 2770, que estabelece qual é o tempo aceitável para cada espessura (Tabela 2). Através de avanços na tecnologia em sensores de movimento junto com melhorias nas técnicas de manuseio de materiais, o tempo de solubilização para sistemas horizontais tem diminuído progressivamente ao longo dos anos. Pode chegar a 10 segundos ou até 7 segundos para cargas mais leves. Isso permite que o equipamento de solubilização horizontal possa competir com o sistema tradicional e se adequar aos rigorosos requisitos das indústrias automotiva e aeroespacial. Sistemas horizontais oferecem como vantagens o reduzido custo capital e o tamanho reduzido.

Elevador de porta rápida

Elevador de resfriamento

Forno

Tanque de resfriamento

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50 JAN A MAR 2017

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Fig. 4. Componentes de um sistema de solubilização horizontal (cortesia de Wisconsin Oven Corp)

TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS

EVENTOS 2017 Seminários, Cursos e Treinamentos 15-16 IV SEMINÁRIO DE PROCESSOS DE TRATAMENTOS Mar TÉRMICOS - Local: FACENS - Sorocaba/SP 03-04 I SETENF - SEMINÁRIO DE TECNOLOGIA DA CADEIA Mai DE NÃO FERROSOS - Local: FACENS - Sorocaba/SP 31 Mai IV CURSO DE MANUTENÇÃO E SEGURANÇA EM 01 Jun FORNOS INDUSTRIAIS - Local: EATON - Valinhos/SP

19-20 II SEMINÁRIO DE AQUECIMENTO POR INDUÇÃO NA Jul METALURGIA - Local: SENAI - Osasco/SP 23-24 V CURSO DE INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO Ago TÉRMICO E METALOGRAFIA - Local: EATON - Valinhos/SP 27-28 I SEMINÁRIO ENGRENAGENS - USINAGEM E Set TRATAMENTO TÉRMICO 29-30 V SEMINÁRIO DE TECNOLOGIA DO FORJAMENTO Nov (19) 3288-0437 - (19) 99229-2137 www.revistaih.com.br JAN A MAR 2017 51 contato@grupoaprenda.com.br - www.grupoaprenda.com.br

TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS

pickup) de modo a evitar que a carga seja derrubada enquanto é abaixada. Da mesma forma que o sistema de elevação de porta, o elevador utiliza um sistema pneumático para elevar e abaixar a carga rápida e suavemente. Para se adequar aos requisitos de altura máxima, o equipamento pode ser localizado num fosso abaixo do chão da fábrica (Fig. 6).

Fig. 5. Sistema de transferência rápida de carga (cortesia de Wisconsin Oven Corp)

Características do Projeto de Sistemas de Solubilização Horizontal Existem vários elementos importantes para o projeto do equipamento da solubilização horizontal que proporciona uma capacidade confiável de solubilização rápida (Fig. 4). Elevação Rápida da Porta Em comparação ao tradicional forno de batelada, que normalmente possui um tempo de elevação de porta de 5 segundos ou mais, a elevação de porta vertical em um forno de solubilização horizontal deve abrir completamente em dois segundos ou menos. Isso exige um incomparável sistema pneumático de alto fluxo no caso de uma elevação de porta operado a ar ou um elevador motorizado de frequência variável se a elevação de porta for elétrica. Em geral, o sistema de elevação elétrico pode proporcionar uma ação mais rápida e precisa do que o sistema pneumático, mas ambos dependerão do tamanho da porta (que é ditado pelo tamanho da carga). Transferência Rápida de Carga O sistema de manuseio de materiais que extrai a carga do forno é localizado na parte posterior e empurra a carga por 52 JAN A MAR 2017

Industrial Heating

trás (Fig. 5). A carga deve ser removida do forno e colocada no elevador de solubilização entre 2 a 3 segundos. Isso inclui o tempo requisitado para aceleração, transferência e desaceleração. É crítico que o movimento seja suave de forma a prevenir que a carga sofra algum tipo de choque durante a transferência, o que pode levar a uma compressão do sistema ou encurtar a vida do equipamento. Elevador de Resfriamento Brusco O elevador de resfriamento brusco é uma plataforma que recebe a carga do forno e a desce rapidamente até o tanque de solubilização. É importante que o elevador possua captura ponto a ponto (multipoint

Tendências da Indústria Com o aumento da demanda por sistemas de solubilização horizontal para alumínio, a tendência é diminuir o tempo de solubilização e aumentar as capacidades de carga. Atualmente, a máxima carga permitida é de aproximadamente 1,8 metros, e os esforços estão concentrados em aumentar isso. Enquanto isso, tempos de solubilização cada vez mais rápidos são requisitados para permitir cargas maiores para receber o atender as especificações conforme AMS 2770 MIL. O sistema de solubilização horizontal é uma tecnologia promissora para o presente e para o futuro. PARA MAIS INFORMAÇÕES: Mike Grande, Engenheiro de aplicação sênior, Wisconsin Oven Corporation, Wisconsin - EUA; tel: +1 262-642-6003; e-mail: mgrande@wisoven. com; web: www.wisoven.com.

Fig. 6. Sistema de solubilização horizontal localizado em um fosso (cortesia de Wisconsin Oven Corp)

VÁCUO & TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

Resolução de Problemas no Processo de Nitretação - Parte I David Pye - Consultoria Metalúrgica Internacional Pye; Saint Anne’s on Sea, Lancashire, Reino Unido O processo de nitretação é talvez um dos mais mal compreendidos processos de tratamento termoquímico de superfície realizados atualmente. Fig. 4. Ensaio de cisalhamento short-beam Fig. 2. Típico forno de nitretação a gás (cortesia de RGB Fornos, Staffordshire - Reino Unido)

processo de nitretação completou 100 anos em 2003. A patente para nitretação foi primeiro dada a Adolph Machlet de Elizabeth, Nova Jersey - EUA (veja U.S. Patent 1.092.925, datado de 24 de Junho de 1913), seguido por Adolph Fry da Alemanha no começo da década de 1920. Então, não é um processo tão antigo quanto a cementação. No entanto, do ponto de vista químico, esse processo seja talvez um dos mais simples tratamentos de superfície. Neste artigo iremos descrever alguns dos problemas que podem ocorrer como resultado de um processo de nitretação. Será necessário avaliar as técnicas do processo, que são: nitretação por gás, diluição, banho de sal ou plasma. A Tabela 1 ilustra as técnicas básicas do processo, assim como o meio do processo e a variação da temperatura de operação. Baseando-se nas informações fornecidas pela Tabela 1, pode ser dito que a resolução de problemas pode ser dividida em três categorias muito distintas que são mostradas na Fig. 1. Nossa discussão direcionará as questões normalmente associadas com os problemas do processo. Nitretação a Gás Um dos maiores problemas com a nitretação a gás (Fig. 2) é o entendimento de preparação da superfície em termos de

limpeza de superfície. Nunca é demais enfatizar a importância da limpeza de superfície no pré-tratamento do aço antes de realizar a nitretação, sendo que esta etapa é essencial para garantir o sucesso do procedimento (Fig. 3). Uma vez que a superfície esteja livre de contaminações, podemos lidar com os problemas no procedimento do processo. Dissociação do Gás Se não há dissociação de gases na temperatura do processo, é necessário checar o teor de amônia no sistema de armazenamento e alterar para o máximo permitido. Se parecer que a dissociação está acontecendo, mas não nos requisitos apropriados, algo está acontecendo para reduzir o fluxo dentro do sistema. Pode ser apenas uma limitação no escoamento. No entanto, a limitação pode ser causada por oxidação interna se a tubulação utilizada for de aço comum. Outra possível causa é oxidação interna ocorrendo dentro da câmara, significando que o recipiente do processo esteja

Tabela. 1. Técnicas de Nitretação Técnicas básicas

Temperatura (°C)

Meio de processo

Nitretação a gás

450/550

Geralmente amônia (2NH3). Pode ser diluída em nitrogênio ou hidrogênio.

Nitretação em banho de sal

450/580

Decomposição do cianeto fundido em cianato. Não deve ser confundido com Nitrocarbonetação Ferrítica.

Nitretação a plasma (também conhecido como iônica ou plasma pulsado

315/550

Volumes variáveis de nitrogênio e hidrogênio para controlar a metalurgia do formado.

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VÁCUO & TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE AO ESPECIALISTA PERGUNTE

#TRATAMENTOTERMOQUÍMICO PERGUNTA: Qual atmosfera devo escolher para processo de cementação gasosa, sintética ou por gerador de gás endotérmico? RESPOSTA: Prezado, esta é uma questão recorrente e sempre presente principalmente por envolver qualidade obtida em seu produto final X custos momentâneos do processo. Um ponto crítico e discutido ao redor do mundo é a questão da oxidação intergranular advindo do processo de cementação gasosa. Resumidamente, diz-se que sempre a atmosfera sintética (usualmente Metanol + Propano ou Gás Natural) perde neste quesito para a atmosfera de cementação gerada em geradores de gás endotérmicos. Revisando a bibliografia, “papers” publicados e discussões na indústria verifica-se que é ainda hoje um tema polêmico. A partir daí resolvi fazer meus próprios experimentos. De maneira condensada posso afirmar que sim, há uma tendência de que a oxidação intergranular na sintética (que resulta nos famosos HTTP*) seja superior, porém com uma otimização do processo obtém-se uma variação não superior a 2 mícron na superfície em aços para cementação. O mandatório neste caso vai ser o custo da geração da atmosfera. Desejando posso enviar maiores detalhes. Antonio Carlos Gomes Junior Técnico em Eletromecânica pela ETE GV; Engenheiro Metalurgista pela FEI; MBA Gestão Empresarial pela FGV; Mestre em Processos Industriais pelo IPT; Especialização em Gestão e Liderança pela Universidade de Viena (Wirtschaftsuniversität Wien). Foi CEO da ASTT Tratamentos Térmicos (Aichelin GmbH) e responsável nas áreas de Tratamentos Térmicos e Engenharia de Processos na ZF do Brasil, Brasimet e Lindberg. Colunista da revista Industrial Heating. Atualmente é responsável pelo FacensTech, pelos núcleos Anthill, FabLab e professor na FACENS Faculdade de Engenharia de Sorocaba.

oxidando ou contaminado. Outro item geralmente negligenciado é a fixação do suporte de carga como cestas, bandejas e equipamentos de suporte. Uma solução simples é limpar com jato de granalha ou com vidro. É recomendável não utilizar aços baixa liga ou aços comuns para esse tipo de serviço. Esse material irá interagir como uma esponja e irá retirar a amônia do processo. O grau de dissociação do gás irá determinar a qualidade metalúrgica da superfície nitretada, então é importante assegurar que a dissociação desejada foi alcançada de maneira a produzir a superfície requerida (Fig.4). Descoloração da Superfície Descoloração da superfície é normal-

Problemas em nitretação

Processo

Material

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Industrial Heating

Técnicas

Fig. 1. Resolução de problemas no processo de nitretação

Contaminação de superfície

Contaminação depositada

Contaminação residual

Óxidos/ descarbonetação

Óleos de corte

Resfriadores

Tintas

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mente atribuída à entrada de oxigênio, entrada de ar ou contaminante da superfície sendo carregado pelo processo pela peça de trabalho ou pelos equipamentos de suporte de carga. Se o oxigênio estiver presente na câmara de processo, normalmente ocorrerá na porção de resfriamento do ciclo do processo. Portanto, a disposição da vedação do recipiente do processo será suspeita. Se a peça estiver descolorida, não haverá outro efeito adverso na superfície. Pelo contrário, haverá uma melhoria na resistência à corrosão do aço no ponto de contaminação. Alguns procedimentos de nitretação são denominados por essa capacidade de oxidação da superfície e formação de uma camada nitretada resistente à corrosão. Alguns dos no-

Fig. 3. Formas de contaminação da superfície

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VÁCUO & TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

mes comerciais são oxinitretação, nitrox, niox, entre outros. Esfoliação de Revestimento Se parecer que o revestimento começou a descascar, é um indicativo comum da presença de descarbonetação na superfície do componente. A descarbonetação é um resultado direto da: • Remoção não eficiente de pedaços de metais nas etapas de usinagem pré-nitretação; • Descarbonetação ocorreu na etapa de pré-aquecimento durante tratamento. O componente é então considerado sucata e não é recomendada sua reutilização.

Fig. 4. Sistema simples de medida de dissociação de amônia

Descamação Laranja A superfície é aleatoriamente ondulada. Este defeito também pode ser atribuído à descarbonetação. Formação de Lascas da Superfície Nitretada Se a superfície aparentar formação de lascas, especialmente nos cantos, é normalmente indicativo do que é conhecido como rede de nitretos (Fig. 5). É uma área muito enriquecida em nitrogênio, onde existem precipitados muito duros e muito frágeis compostos de nitreto e elementos já presentes no aço. Este problema ocorrerá quando o potencial de nitretação do gás de processo for muito elevado. A solução é verificar o fluxo de gás e a dissociação para tentar reduzir o fluxo de acordo.

Fig. 5. Difusão excessiva de nitrogênio na superfície do aço processado, criando uma rede de nitretos. Isso provavelmente causará uma esfoliação da superfície

Descamação do Revestimento Isso pode ocorrer como resultado direto da presença de contaminante da superfície no componente. Investigar a etapa de limpeza antes da nitretação, assim também como as de usinagem. Esmagamento do Revestimento Isso se deve a um núcleo de dureza que está falhando ao suportar o revestimento nitretado. Outra probabilidade é o revestimento formado ser um pouco raso e a solução pode aumentar sua profundidade, o que deve ser feito com cautela. A aplicação da peça de trabalho e o tipo de carga que irá suportar também devem ser checados.

Fig. 6. Típico forno de banho de sal por imersão para nitretação (cortesia MG Electrical Haryana, Índia) 56 JAN A MAR 2017

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Nitretação em Banho de Sal Esse processo pode ser econômico contanto que a limpeza e a química do banho de sal permaneçam (Fig. 6). É obrigatório que o banho de sal seja verificado no começo de cada

VÁCUO & TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

transferência e que adições apropriadas ao banho de sal sejam feitas para manter suas propriedades. O banho deve ser regularmente deslocado para remoção dos óxidos que se formam na superfície devido a cestas de trabalho e fios de suspensão da carga. A etapa de limpeza antes do processo também é obrigatória da mesma forma que ocorre com o processo a gás, e é muito importante que após a nitretação seja feita limpeza também para remover qualquer traço do sal em furos ou cavidades.

nitretação a gás. Os problemas incomuns estão relacionados a hardware e programas, embora não existam dúvidas de que possam ocorrer. Na parte II discutiremos o processo remanescente de nitretação a plasma e alguns problemas de nitretação que ainda não foram abordados. Discussões sobre nitretação e metalurgia podem ser encontradas no blog (www.industrialheating. com/pyeblogs), o qual tem sido executado pelo website da revista Industrial Heating EUA desde 2008.

Nitretação por Diluição Nitretação por diluição é um processo que existe desde o desenvolvimento inicial da nitretação a gás de Machlet. O processo foi aperfeiçoado e desenvolvido na América do Norte para uma ciência muito precisa, sendo ainda um processo que utiliza amônia como fonte de nitrogênio. Controla-se a metalurgia da superfície durante o processo utilizando diluição de gás nitrogênio ou hidrogênio. A próxima área a ser seguida pelo controle de projeto e de reprodutibilidade é entregar um tipo de processo a gás com um sistema de medição muito preciso. Os problemas que podem ocorrer são de natureza principalmente metalúrgica e estão descritos na seção de

PARA MAIS INFORMAÇÕES: David Pye, Consultoria Metalúrgica Internacional Pye; Saint Anne’s on Sea, Lancashire - Reino Unido; E-mail: pye_d@ymail.com; web: www.heat-treatment-metallurgy.com.

Referências [1] Some Practical Aspects of the Nitriding Process, McQuaid H.W. and Ketcham W.J., Transactions American Society of Steel Treaters,1928; [2] Adolph Fry. US Patent 1,487,554 18 March 1924; [3] Practical Nitriding and Ferritic Nitrocarburizing, Chapter 17 Troubleshooting. Pye D., ASM International, 2003.

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