quinta-feira, 15 de julho de 2010

A História da Metalização

Aspersão Térmica: 

Referências históricas datam de 988 a.C a utilização dos primeiros revestimentos metálicos decorativos, onde folhas de ouro muito finas eram colocadas através de adesivos a outras superfícies, com o objetivo  de 
recobri-las. 

A imersão de uma peça metálica em outro material fundido foi um dos processos que se seguiram.

Max Ulrich Schoop, um Engenheiro suíço, comandando a sua equipe de pesquisadores, no inicio do século XX, buscava um tipo de revestimento que não utilizasse imersão ou adesivo. Inicialmente, com base num processo utilizado na idade média, onde partículas de metal fundido eram projetadas através de jatos de vapor ou ar comprimido, construíram um equipamento cujo ar, suprimo através de um compressor, sofria aquecimento ao percorrer o interior de uma serpentina tubular sendo utilizado para transformar o metal fundido numa espécie de " spray " e ao mesmo tempo ejetá-lo em direção à peça previamente preparada.

Em 1910, foram desenvolvidos processos utilizando o metal fundido e em forma de pó. Já em 1912 a equipe de Schoop produzia um equipamento utilizando matéria-prima em forma de arame metálico fundido através de chama oxiacetilênica, direcionando 
(e transformando em "spray") contra a superfície a ser revestida. Posteriormente, a equipe do Dr. Schoop, introduziu alguns aperfeiçoamentos obtendo uniformidade na chama, alimentação contínua do arame e segurança na operação. 

Seguiram-se duas outras fases de maior desenvolvimento no processo: 

- A primeira durante a 2° Guerra Mundial, quando a matéria-prima escassa, embora necessária, encontrava neste processo uma forma de redução de custos e tempo de reaproveitamento de peças e componentes. 

- A segunda fase, contemporânea à chamada Guerra Fria, presenciou um acelerado desenvolvimento nas pesquisas de materiais e processos ligados à corrida aeroespacial. 

Ex. em tempo de guerra os guerrilheiros precisavam de eixos novos e a o que veio em mente foi a METALIZAÇÂO, dai pra frente os novos processos foram surgindo apenas nos E.U.A. 

1° processo de Metalização inventado ( Aspersão Térmica ) 

Processos de Metalização !!!


Processo Arco-Elétrico
















Este processo consiste em fundir o arame através de um arco elétrico ao invés de usar oxi-acetileno. As vantagens desse processo sobre o convencional são: maior aderência, maior coesão entre partículas e maior velocidade de deposição chegando a aplicar 30 kg/h.


Nesse processo a matéria-prima, o arame tem várias ligas, possibilitando uma variedade de revestimentos. Os materiais mais usados são: aço inox martensítico, aço inox austenítico, bronze, alumínio, níquel, cobre, molibdênio, carbetos etc.

Processo Hipersônico H.V.O.F.



O H.V.O.F. nada mais é do que alta velocidade de oxi-combustível, que é muito importante para o processo por aspersão térmica. A qualidade se torna superior devido à velocidade com que as partículas do material são aspergidas da pistola à peça a ser revestida (726 m/s).
Esta velocidade é consideravelmente maior que as obtidas com o plasma (85 a 178,2 m/s). Os materiais usados para sua aplicação são os Carbetos de Cromo e Tungstênio. Este é um processo recente que veio para substituir o cromo, tendo como vantagem, uma variação de camada muito grande (0,10 a 12mm) e em menor tempo.
Vantagens da aplicação: quanto maior a densidade, menor porosidade, maior dureza, menor quantidade de óxidos melhor resistência ao desgaste, maior adesão, melhoria da barreira contra corrosão e superfície pós-aspersão lisa.

Processo Plasma-Spray










Os equipamentos de plasma-spray comerciais podem permitir temperaturas substancialmente acima do ponto de fusão e mesmo a evaporização de qualquer substância conhecida.
As propriedades físicas e metalúrgicas das camadas depositadas com o plasma são muito superiores às aplicadas pelo processo oxi-gás convencional.
Isto inclui: porosidade reduzida, melhoramento da aderência menor conteúdo de óxido e alta densidade do depósito. Outro sim, devido às temperaturas elevadas que são atingidas, Tungstênio puro e Carboneto de Tungstênio podem ser aplicados em qualquer alteração na micro-estrutura do metal base.
Os materiais cerâmicos oferecem excelente resistência à corrosão, desgaste e resistência elétrica. O Óxido de Alumínio e o Zircônio também são excelentes refratários.

Processo Oxi-gás




Permite que seja usado 2 tipos de matéria-prima: o arame e pó. Os arames de uso mais comum são: Alumínio, Cobre, Níquel, Zinco, Aço Inoxidável, Aço Carbono, Molibdénio, Bronze etc. Permite a aplicação de 3 tipos de camadas:
1. Ligas para camadas fundidas - basicamente com Cromo-níquel, sendo adicionado Boro e Silício como agente flutuante. São altamente resistentes à corrosão e oxidação.
2 - Ligas como Carbetos - Carbeto de Tungstênio e de Cromos. Estes materiais são recomendados para aplicações onde condições de abrasão são severas
3 - Ligas com cerâmicas - As mais comuns são: Óxidos de Alumínio, Zircônio, Titânio e suas combinações. Firmam camadas resistentes ao desgaste, calor, abrasão, funcionam como isolantes térmicos e elétricos e são praticamente inertes quimicamente em sua maioria.
A deposição de todos esses materiais é feita usando um volume de ar considerável, sendo esta, uma aplicação à baixa temperatura ou “frio”.


O que é a Metalização Hoje !


No processo de Aspersão Térmica por chama oxi-acetilênica um metal em forma de arame se funde pelo calor da chama provocado pelo gás acetileno e o oxigênio. Através de um forte jato de ar (ar comprimido) as partículas derretidas são pulverizadas chocando-se sobre a superfície da peça. 





Este processo é chamado “a frio” devido à superfície da peça não aquecer em demasia, evitando-se empenamento. O revestimento formado é um novo material metalúrgico, com propriedades físicas completamente diferentes do metal original. 

O metal depositado é geralmente mais duro e mais poroso do que o metal original originando excelente resistência a fricção em virtude da retenção de óleo nos micro-poros do metal aplicado.

A metalização tem inúmeras aplicações, é muito usado no trabalho de recuperação e reaproveitamento de peças gastas. Abrange setores industriais de produção e manutenções preventiva e corretiva.


° Aspersão Elétrica
Neste processo a fonte de calor, para fundir o material de deposição, é um arco elétrico. O arco elétrico é obtido no bico de uma pistola onde chegam dois arames do material de deposição. Provoca-se um diferencial de potencial abrindo o arco elétrico que funde os arames. Um sistema mecânico puxa os arames continuamente ao mesmo tempo que um forte jato de ar comprimido é dirigido na região onde se funde o material, atomizando-o e projetando-o contra a superfície. 






As temperaturas geradas no arco elétrico são superiores às da chama oxiacetilênica. Quaisquer dos materiais empregados neste processo são fundidos e superaquecidos bem acima de seu ponto de fusão. As partículas superaquecidas ao se chocarem com a superfície promovem, já de imediato, uma difusão pelo material de base, e na continuação uma melhor ligação entre as partículas resultando daí camadas com menor porosidade e superiores propriedades mecânicas. As camadas obtidas por esse processo possuem menor índice de inclusão de óxidos o que resulta em maior resistência a tração, embora com alguma perda de dureza em relação às camadas obtidas pelo processo a chama de gás.

° Jato Fusão


Este processo inclui novas técnicas que permitem aplicações de metais fusíveis de diversas ligas, tais como: Cromo (Cr), Níquel (Ni), Boro (Bo) e Silício (Si).
A dureza do material aplicado através deste processo varia em torno de 35 a 62HRC.











° Aspersão a Plasma

















Em um equipamento para Aspersão Térmica a Plasma ocorre o seguinte: faz-se passar uma corrente de gás ou mistura de gases através de um arco elétrico anular que se forma entre um eletrodo central de tungstênio (catodo) e o orifício de um bico de cobre (anôdo). O Gás é aquecido nesse arco elétrico, até temperaturas muito altas, bem acima do que se conseguiria na combustão. A ionização se processa com este superaquecimento, dando origem ao Plasma.











Tanto a energia, a temperatura quanto a velocidade do jato de plasma são controlados pelo tipo de bico empregado, pela corrente elétrica, pelo balanceamento da mistura de gases e pelo fluxo destes gases.Os materiais, geralmente, mais utilizados neste processo são os oxi-cerâmicos e carbetos que exigem temperaturas para sua fusão e sobre-aquecimento muito acima daquelas obtidas na chama de gás ou arco elétrico.