Tratamento de materiais processo nitretação

...

1.1 APLICAÇÕES.

“Segundo, Correia lima, 2016” Os processos de nitretação são utilizados, por ordem de importância, no tratamento de metais ferrosos, metais refratários e, mais recentemente, de alumínio. O processo de nitretação de superfícies se aplica, entre outras, à indústria mecânica, automotiva, hidráulica, de deformação de metais, forjaria; siderúrgica, biomédica e alimentação. O processo é utilizado no tratamento de moldes de injeção de plásticos, de peças automotivas (válvulas, engrenagens, pistões, etc.), moldes de extrusão de alumínio, ferramentas de corte e usinagem de metais, punções de matrizes para corte em geral, tratamento de próteses, etc.

Tabela 1 aplicações típicas da nitretação na indústria metal mecânica

[pic 3]

FONTE: (isoflama, 2016,)

1.2 METODO DE EXECUÇÃO.

Nitretação a gás

Neste processo é utilizada amônia que é injetada no forno aquecido geralmente a 510°C. Esta reação libera nitrogênio atômico que difunde para o aço, o tempo de tratamento varia entre 12 e 120 horas. (Nitretação, Correia lima, 2016)

Nitretação a banho de sal

A nitretação por via líquida é o processo em termos de banho, semelhante ao utilizado na cementação líquida. Neste banho teremos, então, cianeto de sódio ou potássio, carbonato de sódio ou de potássio e cloreto de potássio ou de sódio. Este banho contém entre 30 e 40% de cianeto.

Normalmente a temperatura utilizada situa-se entre 550° e 570° C. Nesta faixa de temperatura não ocorre à reação de cementação e, portanto teremos apenas a adição de nitrogênio ao aço. Os tempos de nitretação são curtos, geralmente entre 1 e 4 horas. (Nitretação, Correia lima, 2016)

Nitretação por Plasma

A Nitretação sob Plasma é um processo mais recente, introduzido no Brasil nos últimos 10 anos, que devido sua versatilidade no controle micro estrutural da superfície nitretada, baixo custo de operação e adequação a legislação ambiental, vem fazendo que este processo assuma uma posição de destaque dentre os tratamentos superficiais atuais. (Nitretação, Correia lima, 2016)

Esse processo foi desenvolvido por Berghaus no início dos anos 30, não tendo sido continuado em função das dificuldades encontradas na época em controlar os principais parâmetros do processo. Os avanços tecnológicos, principalmente relacionados à eletrônica, automação e informatização, permitiram o pleno desenvolvimento da tecnologia de plasma a partir da década de 80. Neste contexto, a nitretação por plasma de aços de baixa liga e de aços ferramenta atingiu um nível de maturidade, ampliando sua utilização industrial. (Nitretação, Correia lima, 2016

Durante o processo uma diferença de potencial é imposta entre a parede do forno (anodo) e a peça (catodo). Sob condições controladas de temperatura, pressão e mistura gasosa é possível gerar uma descarga incandescente, o plasma, que cobre completamente a superfície das peças. A elevada energia cinética com que os íons colidem com a superfície do substrato, na região da bainha do plasma, é transformada em calor e é suficiente para promover a limpeza, a depassivação e a ativação da superfície. Com isto, promovem-se as reações na superfície e a difusão do nitrogênio no interior do substrato. (Nitretação, Correia lima, 2016)

1.3 OBJETIVO

- Aumenta a vida útil de peças e componentes.

- Promover camada superficial endurecida.

- Diminuir desgaste de peças.

- Melhorar o coeficiente de atrito.

- Resistencia a fadiga.

- Resistencia a corrosão.

1.4 BENEFICIOS

- Por não promover deformações, não requer usinagem posterior. Permite solda após a Nitretação.

- Aplicada em Moldes de Injeção de Plástico ou Alumínio, facilita a extração das peças.

- Melhora o escoamento do material a ser injetado.

- Em ferramentas de repuxe, diminui sensivelmente a necessidade de lubrificação.

- Possibilita o tratamento localizado.

CUSTO BENEFICIOS

- Redução dos gastos com manutenção das ferramentas de até 60%.

- Aumento da produção, devido a menos interrupções da operação.

- Redução drástica dos custos por refugo de peças.

- Produção até 50 vezes maior entre dois intervalos de manutenção.

- Menor consumo de óleo lubrificante (até 80% de economia).

- Consequentemente, menores custos de descarte.

- Além da grande contribuição à proteção ao meio ambiente, por ser um Tratamento Ecologicamente Correto.

2.COMETÁRIO PRATICO.

NITRETAÇÃO À GÁS

Segundo Nitrion do Brasil,2016,Neste processo as peças são limpas, desengraxadas e após carregadas as cargas são aquecidas até a temperatura de processo em uma atmosfera somente de (N2) Nitrogênio. Na sequência o processo de Nitretação ocorre em uma atmosfera controlada de (NH3) Amônia e (N2) Nitrogênio , onde a composição dos gases é ajustada de acordo com a necessidade para atender a especificação do cliente. No processo o (NH3) Amônia é depositado na superfície da peça e o (N2) Nitrogênio se difunde entre e no contorno do grão para o núcleo da peça formando uma camada com alta concentração de (N2) Nitrogênio na superfície da peça, formando os nitretos ɣ’ (nitretos de ferro) principalmente onde ocorrem os encontros de 2 ou mais grãos.

Este processo é usado especialmente para aços ligados (Cr, Al, Mo,...). Tempo de processo: é longo (48-72 horas ou mais) O tratamento é realizado em fluxo de Amônia (NH 3 ). A camada nitretada atinge 0,8 mm e dureza de vickers. ( Tratamento superficial Costa 2016 p1).