Temas de Tratamento Térmico 2008
A utilização de Nitretação a Gás com
Efetivo Controle de Potencial como
alternativa ao Cromo-Duro
GRUPO COMBUSTOL&METALPÓ
A COMBUSTOL &
METALPÓ é um grupo
formado por empresas
100% Brasileiras e de
capital fechado.
A Combustol foi fundada
em 1959. Hoje está
entre as maiores
produtoras nacionais de
Fornos e Equipamentos,
além de produzir
materiais Refratários e
prestar serviços na área
de Tratamento Térmico.
O grupo, localizado em
Pirituba – São Paulo,
ocupa hoje uma área
total de 30.000 m² e
emprega mais de 600
funcionários diretos.
GRUPO COMBUSTOL&METALPÓ
COMBUSTOL - DIVISÃO TRATAMENTO TÉRMICO
A Divisão de Tratamento
Térmico da Combustol, iniciou
suas atividades em 1975, a
partir de um laboratório criado
originalmente, como centro de
treinamento térmico e
desenvolvimento de novos
processos.
Hoje oferece um dos mais
completos centros de prestação
de serviços para terceiros e
está capacitada para atender
praticamente todos os tipos de
Tratamento Térmico, dentro das
mais rigorosas exigências de
qualidade, dispondo dos mais
modernos recursos de
tecnologia do setor.
DIVISÃO TRATAMENTO TÉRMICO - EQUIPAMENTOS
FORNOS DE NITRETAÇÃO A GÁS CONTROLADA (TECNOLOGIA NITREX)
FORNOS COM ATMOSFERA CONTROLADA
FORNOS SEM ATMOSFERA CONTROLADA
FORNOS A VÁCUO
TRATAMENTOS SUPERFICIAIS POR CHAMA
BRASAGEM
DIVISÃO TRATAMENTO TÉRMICO - PROCESSOS
•CEMENTAÇÃO
•CARBONITRETAÇÃO
•TÊMPERA
•RECOZIMENTO / ALÍVIO DE TENSÃO
•NORMALIZAÇÃO
•TÊMPERA A VÁCUO
•NITRETAÇÃO – Nitreg ®
•NITROCARBONETAÇÃO - Nitreg C ®
•OXINITROCARBONETAÇÃO – ONC ®
•TÊMPERA SUPERFICIAL POR CHAMA
DIVISÃO TRATAMENTO TÉRMICO - CLIENTES
NITRETAÇÃO CONTROLADA E AUTOMÁTICA
Processo de nitretação a gás com efetivo controle da
NITREG®
atmosfera através do potencial de nitrogênio, com
sistema computadorizado e automático desenvolvido
pela Nitrex do Canadá.
NITRETAÇÃO – EQUIPAMENTOS E CAPACIDADE
Nitretação a Gás Controlada e Oxidação
• 01 Forno mod. NX1025 (5 t)
• 01 Forno mod. NX 815 (1,5 t)
• 01 Forno mod. BTQ699 (600kg)
• 01 Forno mod. Feeps (1,5 t) - Oxidação
A UTILIZAÇÃO DA NITRETAÇÃO A GÁS COM
EFETIVO CONTROLE DE POTENCIAL COMO
ALTERNATIVA AO CROMO-DURO
PORQUE SUBSTITUIR O CROMO DURO?
•A necessidade de substituição do CROMO DURO como processo de modificação de
superfície está relacionado nem tanto com a sua aplicação e sim com os prejuízos
ambientais associados ao processo de eletrodeposição.
•A eletrodeposição do cromo-duro utiliza ácido crômico, que libera resíduos no ambiente
durante o processo. Estes resíduos contém íons de cromo hexavalente, elemento
comprovadamente cancerígeno.
•A EPA (Environmental Protection Agency) tem publicado novas regras para limitar a
emissão de cromo no meio ambiente.
•A OSHA (Occupational Safety and Health Administration) também tem se esforçado em
elaborar novas regulamentações que limitam com severidade emissões de cromo a que
trabalhadores podem ser expostos no processo de eletrodeposição.
•Além da “pressão” dos sindicatos de trabalhadores e agências reguladoras, os
investimentos para se adequar às novas regulamentações são altos, impactando
diretamente no custo do processo.
•A Diretiva Veicular sobre “End-of-Life” de veículos e componentes elaborada pela União
Européia reforça a necessidade de se encontrar alternativas ao cromo duro como
aplicação industrial.
O CROMO +6 NO PROCESSO DE ELETRODEPOSIÇÃO
POR QUÊ A NITRETAÇÃO A GÁS CONTROLADA COMO ALTERNATIVA AO CROMO DURO?
•Como a nitretação a gás é um processo de difusão, eliminam-se problemas comumente
relacionados ao cromo duro como a escamação (flaking), lascamento (spalling), efeito de
canto (edge build-up), rebarbação (chipping) e os custos associados com decapagem
(stripping) e substituição de componentes.
•Cantos vivos mantém-se “afiados” durante a nitretação a gás controlada.
•O arredondamento das bordas causado pelo efeito de canto associado à eletrodeposição
do cromo não ocorre na nitretação a gás controlada. Em alguns casos uma operação de
usinagem é necessária para remover camadas excessivas introduzindo custos adicionais ao
produto.
•A nitretação melhora significativamente a resistência à fadiga do material. O cromo duro
não oferece este benefício.
•A performance de componentes automotivos nitretados e oxinitretados tem atendido às
solicitações de resistência à corrosão e desgaste superficial exigidas nos mercados Europeu
e Norte-Americano em substituição ao cromo duro.
•A nitretação a gás controlada é um processo considerado “amigável” ao meio ambiente.
PERFORMANCE: NITRETAÇÃO A GÁS CONTROLADA VS CROMO DURO
(1)- exclusivamente, processo Nitreg e processo plasma pulsado; (2)- entre 700 a 1500 HV (na “camada
branca”); (3) para processo de oxinitrocarbonetação”.
RESISTÊNCIA À CORROSÃO
O processo ONC® (oxidação gasosa) associado ao Nitreg®
(nitretação) ou Nitreg®-C (nitrocarbonetação), é uma tecnologia limpa
que pode substituir o cromo duro em aplicações que exijam resistência
à corrosão.
Dependendo do tipo de aço, peças tratadas no processo de
oxinitretação ou oxinitrocarbonetação podem facilmente ultrapassar
200 horas de teste de “salt spray” (conforme ASTM B117) antes que o
primeiro “pit” de corrosão apareça.
RESISTÊNCIA À CORROSÃO
Aspecto de aço baixo
carbono para setor de
porta (automotivo) depois
de 336 horas de teste
“salt spray”
A - Nitretação Nitreg® +
pós-oxidação
B - Nitretação
C - Não nitretado
RESISTÊNCIA À CORROSÃO
Depois de 336 horas em
teste “salt spray”
Aspecto de mangas em
ferro fundido nodular
A - Nitreg® + ONC®
B - Nitreg®
C - Sem nitretação
RESISTÊNCIA À CORROSÃO
Típicos resultados de resistência a corrosão obtidos em três classes de aços, nitretados em processo
controlado Nitreg® e pós-oxidado.
Exemplo de
Fluxo de Produção
MONTAGEM
POLIMENTO
MONTAGEM
LAVAGEM
LAVAGEM
NITREG C®
ONC®
O que é Nitretação ?
É um processo termoquímico de
endurecimento superficial, que consiste na
difusão de nitrogênio atômico [N] para o
interior do material metálico em questão.
O QUE ACONTECE NA NITRETAÇÃO?
POR QUÊ UTILIZAR A NITRETAÇÃO A GÁS CONTROLADA?
CONTROLAR A
CONCENTRAÇÃO DE
NITROGÊNIO NA SUPERFÍCIE
=
CONTROLAR AS
PROPRIEDADES MECÂNICAS
SUPERFICIAIS
NITRETAÇÃO – CONTROLE DO PROCESSO
KN =
Potencial de Nitrogênio
Determina o potencial de equilíbrio
termodinâmico da atmosfera do
processo medido pelo analisador de gás
NITRETAÇÃO – CONTROLE DO PROCESSO
PNH
KN =
PH
3
3/2
2
O Potencial de Nitrogênio – parâmetro de controle na
nitretação Nitreg®
NITRETAÇÃO – CONTROLE DO PROCESSO
Diagrama de equilíbrio KN – T ( Leher )
atualizado por Maldzinski
NITRETAÇÃO – CONTROLE DO PROCESSO
1 – Nitreto  ( Fe2-3N )
• Microconstituinte com baixo coeficiente de atrito e elevada
dureza. Aumenta a resistência ao desgaste abrasivo.
2 – Nitreto ’ ( Fe4N )
• Microconstituinte com dureza não tão elevada e características
anti-aderentes. Aumenta a resistência ao desgaste adesivo.
3 – [N] no Fe-
• Endurecimento por solução sólida. Átomos de nitrogênio
intersticiais diminuem a movimentação de discordâncias.
Incinerador
Coleta de
amostra
Coleta de
amostra
Análise do
Gás
KN = Potencial de
Nitrogênio –
parâmetro de
controle na
nitretação Nitreg®
Avaliação
do PC
SIM
KN
OK ?
NÃO
Manter
Atmosfera
Corrigir
atmosfera
NITRETAÇÃO – MONITORAMENTO DO PROCESSO
Todos as leituras feitas
durante o processo são
registradas
automaticamente e
carregadas em um
arquivo identificado pelo
número da carga
(número seqüencial
gerado
automaticamente pelo
sistema). Este número
é utilizado para a
rastreabilidade dos
registros realizados
durante o processo.
NITRETAÇÃO – CARACTERÍSTICAS
Impressão de Dureza Vickers em material SAE 4340 nitretado
NITRETAÇÃO – CARACTERÍSTICAS
Nitretação Convencional
Efeito “Canto Vivo”
Nitretação Nitreg®
CONTATOS
Fixare Combustol Tratamentos Térmicos
Rubens Pallu
F.: 41.3342.9580
e-mail: [email protected]
www.fixare.com.br
NITREX METAL INC. ( Montreal – Canadá )
Iwo Korwin
F.: 1 514 335 7191 ( Ext. 116 )
Fax: 1 514 335 4160
e-mail: [email protected]
www.nitrex.com