{"id":724,"date":"2020-10-15T16:45:05","date_gmt":"2020-10-15T19:45:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.grefortec.com.br\/?p=724"},"modified":"2023-01-10T18:54:49","modified_gmt":"2023-01-10T18:54:49","slug":"carbonitretacao-de-parafusos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/carbonitretacao-de-parafusos\/","title":{"rendered":"Carbonitreta\u00e7\u00e3o de Parafusos"},"content":{"rendered":"
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A carbonitreta\u00e7\u00e3o<\/a> de parafusos \u00e9 de import\u00e2ncia cr\u00edtica para sua funcionalidade e um dos tratamentos t\u00e9rmicos de endurecimento mais comuns.<\/p>\n\n\n\n

Estudar como o processo funciona nesta aplica\u00e7\u00e3o ajudar\u00e1 a esclarecer todos os processos de carbonitreta\u00e7\u00e3o. Vamos aprender mais.<\/p>\n\n\n\n

A carbonitreta\u00e7\u00e3o a g\u00e1s \u00e9 uma forma modificada do processo de cementa\u00e7\u00e3o<\/a> e n\u00e3o uma forma de Nitreta\u00e7\u00e3o.  Neste processo, tanto o carbono (C) quanto o nitrog\u00eanio (N) s\u00e3o introduzidos na superf\u00edcie de a\u00e7o pela introdu\u00e7\u00e3o de am\u00f4nia (NH) e um g\u00e1s enriquecedor de hidrocarbonetos na atmosfera do forno, a fim de adicionar nitrog\u00eanio \u00e0 camada cementada \u00e0 medida que est\u00e1 sendo produzida. (Fig. 1).<\/p>\n\n\n<\/div>

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\"\"<\/figure>\n<\/div><\/div>
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O processo de Carbonitreta\u00e7\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n

Normalmente, a carbonitreta\u00e7\u00e3o \u00e9 feita em uma temperatura mais baixa do que a cementa\u00e7\u00e3o<\/p>\n\n\n\n

– 700 \u2013 900C – e por um tempo mais curto. Combine isso com o fato de que o nitrog\u00eanio inibe a difus\u00e3o de carbono e o que geralmente resulta \u00e9 um caso m\u00e3os raso do que o t\u00edpico para pe\u00e7as cementadas. Uma camada carbonitretada geralmente tem 0,075 \u2013 0,75 mm de profundidade.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9 importante notar que um contribuidor comum para profundidades n\u00e3o uniformes de revestimento \u00e9 come\u00e7ar a adi\u00e7\u00e3o de am\u00f4nia antes que a carga seja estabilizada na temperatura. Esse erro geralmente ocorre em fornos descont\u00ednuos que iniciam as adi\u00e7\u00f5es de g\u00e1s assim que o setpoint se recupera ou em fornos cont\u00ednuos onde as pe\u00e7as n\u00e3o est\u00e3o em temperatura.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9 melhor introduzir um atraso de tempo para que toda a carga atinja a temperatura. Lembre-se tamb\u00e9m de que, quando termina a adi\u00e7\u00e3o de am\u00f4nia, come\u00e7a a dessor\u00e7\u00e3o de nitrog\u00eanio.<\/p>\n\n\n\n

A faita de temperatura para carbonitreta\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 arbitr\u00e1ria. A decomposi\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica da am\u00f4nia \u00e9 muito r\u00e1pida em temperaturas de austenitiza\u00e7\u00e3o mais altas, o que limita a disponibilidade de nitrog\u00eanio. Uma estrutura quebradi\u00e7a \u00e9 formada em temperaturas mais baixas. Fornos operacionais abaixo de 760\u00b0C tamb\u00e9m podem representar uma preocupa\u00e7\u00e3o de seguran\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

A carbonitreta\u00e7\u00e3o \u00e9 conhecida por muitos nomes ao longo dos anos, incluindo \u201ccianeto seco\u201d, \u201ccianeto a g\u00e1s\u201d, \u201cnicarbonato\u201d e \u201cnitrocarnoneta\u00e7\u00e3o\u201d. (Hoje a nitrocarboneta\u00e7\u00e3o \u00e9 usada para descrever outro tipo de processo de endurecimento).<\/p>\n\n\n\n

Conte\u00fado de Nitrog\u00eanio da Camada<\/h2>\n\n\n\n

O nitrog\u00eanio no a\u00e7o carbonitretado aumenta a temperabilidade e possibilita a forma\u00e7\u00e3o de martensita em a\u00e7os carbono simples e de baixa liga que inicialmente tem baixa temperabilidade. Os exemplos incluem SAE 1018, 12L14 e 1117 que podem ser transformados no caso em mastensita devido \u00e0 redu\u00e7\u00e3o da taxa de resfriamento cr\u00edtico necess\u00e1ria para transformar o a\u00e7o. Os nitretos formados contribuem para uma elevada dureza superficial.<\/p>\n\n\n\n

A\u00e7os carbonitretados cobrem uma ampla se\u00e7\u00e3o transversal, incluindo aqueles nas s\u00e9ries SAE 10xx, 11xx, 12xx, 13xx, 15xx, 40xx, 41xx, 46xx, 51xx, 61xx, 86xx e 87xx. Entretanto, teores de carbono t\u00e3o altos quanto 0,50% nessas mesmas s\u00e9ries s\u00e3o carbonitretados para profundidades de camada de at\u00e9 cerca de 0,3mm.<\/p>\n\n\n\n

O nitrog\u00eanio – como o carbono, o Mangan\u00eas e o n\u00edquel \u2013 \u00e9 um estabilizador da austenita. Portanto, a austenita retida \u00e9 uma preocupa\u00e7\u00e3o ap\u00f3s a t\u00eampera. A redu\u00e7\u00e3o da porcentagem de am\u00f4nia reduzir\u00e1 a quantidade de austenita retida e deve ser feita se as redu\u00e7\u00f5es na dureza ou na resist\u00eancia ao desgaste n\u00e3o puderem ser toleradas. Outra consequ\u00eancia do nitrog\u00eanio muito alto \u00e9 a forma\u00e7\u00e3o de vazios ou porosidade.Em geral, o teor de nitrog\u00eanio na superf\u00edcie n\u00e3o deve ser superior a 0,40%.<\/p>\n\n\n\n

Uma varia\u00e7\u00e3o comum na carbonitreta\u00e7\u00e3o \u00e9 introduzir am\u00f4nia pr\u00f3ximo ao final do ciclo de cementa\u00e7\u00e3o, normalmente 15-30 minutos antes de a carga ser temperada. Qualquer perda de temperabilidade que possa ocorrer devido a oxida\u00e7\u00e3o interna (ou intergranular) \u00e9 parcialmente compensada pela absor\u00e7\u00e3o de nitrog\u00eanio.<\/p>\n\n\n\n

Resist\u00eancia ao Revenimento<\/a><\/h2>\n\n\n\n

V\u00e1rios outros produtos devem ser mencionados. O nitrog\u00eanio na camada carbonitretada aumenta a resist\u00eancia do a\u00e7o ao amolecimento. \u00c9 por isso que temperaturas de revenido mais altas de at\u00e9 225\u00b0C s\u00e3o frequentemente usadas em pe\u00e7as carbonitretadas.<\/p>\n\n\n\n

A resist\u00eancia ao Revenimento se manifesta em melhor resist\u00eancia ao desgaste. As engrenagens carbonitretadas, por exemplo, frequentemente exibem melhores propriedades de desgaste do que as engrenagens cementadas. Al\u00e9m disso, muitas pe\u00e7as de camada rasa e se\u00e7\u00e3o fina feitas de a\u00e7o sem liga, como pun\u00e7\u00f5es de corte e vinco, podem ser usadas sem revenimento.<\/p>\n\n\n\n

A profundidade da camada \u00e9 uma fun\u00e7\u00e3o do tempo na temperatura (Fig.2). Os dados coletados na Fig.2 mostram uma distribui\u00e7\u00e3o consider\u00e1vel e s\u00e3o representadas como uma largura de banda, o que \u00e9 explicado pelos autores originais como \u201cnada surpreendente devido \u00e0s diferen\u00e7as nas defini\u00e7\u00f5es de profundidade de camada e m\u00e9todos de medi-la, falta de conhecimento preciso do per\u00edodo de tempo durante o qual uma determinada parte est\u00e1 realmente na temperatura do forno e o efeito da varia\u00e7\u00e3o do tempo de aquecimento\u201d.<\/p>\n\n\n<\/div>

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\"\"<\/figure>\n<\/div><\/div>
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Durante a carbonitreta\u00e7\u00e3o, o nitrog\u00eanio \u00e9 adicionado na forma de am\u00f4nia, uma vez que a dissocia\u00e7\u00e3o, ou quebra da am\u00f4nia produzir\u00e1 nitrog\u00eanio at\u00f4mico (ou nascente) em oposi\u00e7\u00e3o ao 00mas se a dissocia\u00e7\u00e3o ocorrer na superf\u00edcie do a\u00e7o, o nitrog\u00eanio nascente pode se difundir no a\u00e7o simultaneamente com o carbono (Fig. 3).<\/p>\n\n\n\n

A carbonitreta\u00e7\u00e3o \u00e9 normalmente realizada na faixa de temperatura de 800-900\u00b0C, mas temperaturas t\u00e3o baixas quanto 700\u00b0C s\u00e3o algumas vezes usadas (Fig.4). A faixa ideal parece estar entre 845-870\u00b0C. As taxas de penetra\u00e7\u00e3o s\u00e3o de at\u00e9 50% mais r\u00e1pidas do que a cementa\u00e7\u00e3o. Por exemplo, a carbonitreta\u00e7\u00e3o a 850\u00b0C e a cementa\u00e7\u00e3o a 900\u00b0C produzem aproximadamente a mesma profundidade de camada na mesma quantidade de tempo.<\/p>\n\n\n<\/div>

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Uma vez que a carbonitreta\u00e7\u00e3o \u00e9 normalmente feita em temperaturas mais baixas e por tempos mais curtos do que a cementa\u00e7\u00e3o gasosa, ela produz profundidade de camadas mais rasas, por\u00e9m mais duras (Fig.5), geralmente n\u00e3o maior que cerca de 0,030 polegadas no m\u00e1ximo.<\/p>\n\n\n<\/div>

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\"\"<\/figure>\n<\/div><\/div>
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Os fixadores carbonitretados s\u00e3o normalmente montados (Fig. 6a) e gravados (Fig. 6b) para revelar seu padr\u00e3o de profundidade de camada e microestrutura.<\/p>\n\n\n\n\n\n

As raz\u00f5es para profundidades de camada mais rasas em pe\u00e7as carbonitretadas incluem:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • A carbonitreta\u00e7\u00e3o geralmente \u00e9 feita em temperaturas mais baixas e por tempos mais curtos do que a cementa\u00e7\u00e3o gasosa.<\/li>\n\n\n\n
  • A adi\u00e7\u00e3o de nitrog\u00eanio \u00e9 menos controlada do que a adi\u00e7\u00e3o de carbono. Isso leva a um excesso de nitrog\u00eanio no a\u00e7o e, consequentemente, a altos n\u00edveis de austenita retida. O aumento da porosidade pode ocorrer quando os tempos de ciclo s\u00e3o muito longos.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    A carbonitreta\u00e7\u00e3o, assim como a cementa\u00e7\u00e3o, \u00e9 usada principalmente para produzir uma camada dura e resistente ao desgaste. Esta camada tem maior temperabilidade do que uma camada cementada. Consequentemente, a carbonitreta\u00e7\u00e3o cria uma camada mais dura em a\u00e7os de baixo carbono ou baixa liga.<\/p>\n\n\n\n

    As vantagens espec\u00edficas da carbonitreta\u00e7\u00e3o para fixadores em compara\u00e7\u00e3o com a cementa\u00e7\u00e3o incluem:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    • Uma camada carbonitretada tem melhor temporabilidade do que uma camada cementada.  Isso se deve \u00e0 adi\u00e7\u00e3o de nitrog\u00eanio na camada superficial.<\/li>\n\n\n\n
    • Enriquecimento mais r\u00e1pido em carbono, o que resulta em um tempo de tratamento mais curto em temperatura mais baixa.<\/li>\n\n\n\n
    • Melhor resist\u00eancia ao desgaste e ao amolecimento (em temperaturas de servi\u00e7o elevadas).<\/li>\n\n\n\n
    • Melhores propriedades de fadiga, ou seja, limites de fadiga mais elevados do que pe\u00e7as cementadas.<\/li>\n\n\n\n
    • Menor custo de opera\u00e7\u00e3o devido \u00e0s temperaturas mais baixas e tempos de ciclo mais curtos envolvidos.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

       <\/h2>\n\n\n\n

      Resumo<\/h2>\n\n\n\n

      A carbonitreta\u00e7\u00e3o \u00e9 uma excelente escolha para fixadores de baixo teor de carbono e materiais semelhantes que requerem uma camada uniforme, mas rasa, com boas propriedades de desgaste. Em geral, os tratadores t\u00e9rmicos que executam esses processos t\u00eam uma grande experi\u00eancia e o Know-how pr\u00e1tico para controlar o tempo, a temperatura e as atmosferas do forno para atingir as propriedades e profundidades de camada exigidas.<\/p>\n\n\n\n

      Fonte: Revista Industrial Heating Brasil<\/em><\/p>\n\n\n\n

      Julho a setembro\/2020.<\/em><\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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