Tratamentos térmicos de ferramentas em banhos de sais

Tratamentos térmicos de ferramentas em banhos de sais

Fig. 1. Instalação automática de tratamento térmico em banho de sal controlada por computador

Ao longo do tempo, os processos de banhos de sais e também a tecnologia de suas instalações foram objeto de contínuo aperfeiçoamento, tornando-os soluções modernas, de alta produtividade e compatíveis com o meio ambiente

Tratamentos térmicos de ferramentas de alta tecnologia são atualmente efetuados em modernos e sofisticados equipamentos de banhos de sais de alta produtividade e ambientalmente corretos, controlados por computador.

Características dos Processos de Beneficiamento de Aços-Ferramenta Realizados em Banhos de Sais

Devido à necessidade de se empregar altas temperaturas, o tratamento térmico de aços ferramenta, e principalmente de aços rápidos, apresenta consideráveis dificuldades, principalmente no que diz respeito à proteção contra descarbonetação, ao controle do crescimento de grão austenítico e à redução das distorções das peças tratadas.

O processo mais adequado para o tratamento térmico destes tipos de aços consiste atualmente na utilização de “banhos de sais”, que além de muitas vezes conferirem melhor qualidade ao tratamento, são de fácil manuseio, baixo custo, totalmente compatíveis com o meio ambiente e largamente utilizados em modernas instalações industriais de empresas multinacionais europeias líderes de mercado, vide reportagem anexa (Alpen-Maykestag).

Estes sais de tratamentos térmicos podem operar a temperaturas de até 1300ºC com garantia contra descarbonetações prejudiciais e com excepcional homogeneidade de temperaturas, mas devem ser fabricados utilizando-se matérias primas selecionadas e com qualidade assegurada.

Banhos de Sais são Meios Adequados aos Tratamentos Térmicos dos Aços-Ferramenta

Os banhos de sais proporcionam excelente homogeneidade de temperaturas e reprodutibilidade de resultados, pois neles a transferência de calor entre o meio (sais fundidos) e a superfície das peças se dá principalmente por condução térmica, ao contrário de processos a gás e vácuo, em que a transferência ocorre principalmente por convecção e radiação.

s banhos de sais possuem alto coeficiente de transmissão de calor e, portanto, as velocidades, tanto de aquecimento, quanto de resfriamento, das peças tratadas em banhos de sais são bem superiores àquelas obtidas pelos processos a gás ou a vácuo.

No caso específico dos aços-ferramenta, quanto maior for a velocidade de resfriamento, maior será o “grau de sub-resfriamento da austenita”. Consequentemente, maior será a quantidade de carbonetos complexos que ficará retida na austenita (não precipitados, principalmente nos contornos dos grãos) durante a etapa da têmpera. Esta é uma característica importante para permitir que pela ação do revenimento, realizado imediatamente após a têmpera, os carbonetos se precipitem finamente dispersos nas discordâncias do reticulado cristalino original, contribuindo para o bloqueio de seus movimentos. O principal efeito deste bloqueio é um aumento significativo da resistência à fadiga das ferramentas tratadas.

Pelo mesmo motivo (alto coeficiente de transmissão de calor), a utilização de banhos de sais permite que o tempo de exposição das peças a temperaturas elevadas seja mínimo, o que reduz a taxa de crescimento de grão austenítico e resulta em ferramentas com maior tenacidade.

Onde se requer o tratamento de ferramentas de grandes secções, muitas vezes os processos de banhos de sais são a única alternativa técnica disponível, pois, devido às suas propriedades únicas, permitem ao mesmo tempo altas profundidades de transformação e reduzidas distorções das peças tratadas.

Associada aos menores tempos de aquecimento e resfriamento, a indiscutível versatilidade dos processos de banhos de sais permite uma alta produtividade, redução drástica dos tempos totais de tratamento e custos de processo. Ao contrário de processos a gás ou a vácuo, em que para não se tornarem economicamente inviáveis exigem montagem e tratamento de grandes cargas fechadas de peças que possam ser submetidas a um mesmo ciclo de tratamento térmico, os banhos de sais possuem versatilidade ímpar, pois permitem a qualquer momento que peças sejam neles inseridas ou retiradas.

Outra vantagem da utilização dos processos de banhos de sais consiste na possibilidade de se realizar tratamento parcial, em que parte da peça é tratada e parte permanece sem tratamento. Esta característica tem permitido o tratamento parcial de grandes quantidades de brocas de aço rápido em todo o mundo, garantindo desta forma que, em operação, as brocas possam ser firmemente agarradas pelo mandril.

Muitos Processos Podem ser Realizados em Banhos de Sais

A tecnologia de banhos de sais compreende uma vasta gama de produtos e processos. Entre eles destacam-se:

– Nitrocarbonetação;
– Oxinitrocarbonetação;
– Cementação;
– Carbonitretação;
– Têmpera;
– Recozimento;
– Normalização;
– Revenimento e alívio de tensões;
– Martêmpera;
– Austêmpera;
– Tratamento térmico de ligas não ferrosas;
– Limpeza de superfícies metálicas;
– Oxidação negra de aços;
– Aditivos para água de resfriamento;
– Transferência de calor;
– Vulcanização de borrachas.

Os processos de banhos de sais vêm sendo utilizados e difundidos no Brasil de forma crescente, a exemplo do extenso desenvolvimento já alcançado ao longo de décadas nos modernos pólos industriais de países da Europa, Ásia, América do Norte e, atualmente já fazem parte da cadeia produtiva das principais empresas das indústrias automobilística, metalúrgica, de máquinas e equipamentos, aeroespacial, de ferramentas, têxtil, bélica, de componentes hidráulicos, de construção, de energia, alimentícia, entre outras.

Evolução do Mercado dos Banhos de Sais

Qual tem sido a evolução desse tipo de tratamento considerando-se seus aspectos tecnológicos (processos, conhecimento, equipamentos etc.)?

Ao longo das últimas décadas, não apenas os processos de banhos de sais em si, mas também a tecnologia de suas instalações foram objetos de grandes investimentos e contínuo aperfeiçoamento, tornando-os soluções modernas, sustentáveis e totalmente compatíveis com o meio ambiente.

Aspectos como automação, controle de processo e compatibilidade ambiental receberam atenção especial e se beneficiaram de significativos avanços científicos e tecnológicos, como pode ser visto nas Fig. 1 e 2.

Modernas instalações de banhos de sal controladas por computador estão cada vez mais presentes nos grandes centros industriais do mundo e normalmente distinguem-se:

– Pelo elevado grau de automação;
– Pela alta tecnologia de controle da instalação;
– Pela abrangência de registro dos dados de tratamento das cargas;
– Pelo cumprimento exato dos tempos de tratamento e de transferência;
– Pela rápida e precisa transferência da carga;
– Pelo processamento otimizado dos lotes;
– Pela operação isenta de efluentes líquidos;
– Por um ambiente de trabalho limpo e por sua alta segurança operacional.

Este aperfeiçoamento contínuo vem garantindo a crescente presença da tecnologia de banhos de sais entre as mais modernas técnicas de tratamentos térmicos em todo o mundo, e especialmente em países da Europa, cuja regulamentação ambiental é extremamente exigente e restritiva.

Mais sobre banho de sais…

A empresa Alpen-Maykestag foi fundada em 1957 e tem sua matriz em Puch, cidade situada próxima a Salzburgo, na Áustria. Todo dia mais de 130.000 ferramentas de corte são produzidas, 80% tratadas termicamente em banhos de sais. Em suas fábricas espalhadas pelo país são produzidas anualmente mais de 35 milhões de ferramentas de corte de metal como fresas, machos, alargadores e brocas de metal duro ou aço rápido sinterizado com alto conteúdo de vanádio e cobalto, com revestimento duro ou não. A empresa processa mais de 100 toneladas de aço de alta qualidade por mês para a fabricação de seus produtos. Todas as operações de tratamento térmico são efetuadas em instalações próprias de banhos de sais. Fatores determinantes da utilização de sais, como explica Gerhard Hummer, CEO da ALPEN-MAYKESTAG, são a facilidade de controle do processo de produção, alta produtividade com qualidade contínua e a possibilidade de tratar individualmente a cabeça e a haste onde é feita a fixação da broca. “Somente a cabeça é tratada, deixando a haste fora do processo. Isto é importante para fixar a broca em uso no mandril, sem que a haste deslize por ser temperada, como acontece com brocas tratadas a vácuo, por exemplo”. A empresa exporta mais de 70% de sua linha de produtos mundialmente e utiliza os sais de tratamento térmico da empresa Durferrit, da Alemanha.

Para mais informações, contate: Danilo Assad Ludewigs, Durferrit do Brasil, e-mail: danilo@durferrit.com.br; web: www.durferrit.com.br ou Luiz Roberto Hirschheimer, ABM, e-mail: luizrobertoh@gmail.com.

 

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