Uma introdução aos materiais de revestimento duro

Introdução

No âmbito das operações e da manutenção industrial, a durabilidade não é apenas um atributo desejável - é uma necessidade. Uma estratégia fundamental para obter essa durabilidade é o revestimento duro, um processo que aumenta significativamente a resistência ao desgaste das superfícies dos equipamentos.

Este artigo explora seu conceito, seus benefícios, os materiais comuns usados, o processo de aplicação e seus usos generalizados em vários setores.

O que é revestimento duro?

O revestimento duro é um processo de soldagem usado para aplicar uma camada de material resistente ao desgaste na superfície de uma peça ou equipamento de metal. Essa técnica foi projetada para proteger contra o desgaste causado por abrasão, impacto, erosão e outras formas de degradação que os componentes encontram em ambientes de trabalho adversos.

Ao depositar uma camada dura em um metal base mais macio, esse processo prolonga a vida útil de componentes críticos, reduzindo a necessidade de substituições frequentes e o tempo de inatividade.

O material de revestimento duro refere-se a um tipo específico de liga ou composto resistente ao desgaste aplicado à superfície de um metal base mais macio. Os tipos comuns incluem carbonetos (como carboneto de tungstênio e carboneto de cromo), ligas metálicas (incluindo ligas à base de níquel, cobalto e ferro) e compostos de matriz metálica(MMCs) que misturam metais com partículas duras.

A escolha do material de revestimento duro é fundamental e depende dos desafios específicos de desgaste e das condições operacionais que o componente enfrentará.

Quais são as vantagens?

Os materiais de revestimento duro trazem muitos benefícios importantes para os equipamentos industriais, tornando-os mais duráveis e eficientes. As principais vantagens são:

1. Vida útil mais longa para as peças: o revestimento rígido ajuda as peças a durar mais, especialmente se elas sofrerem muito desgaste devido a fatores como abrasão, impactos ou corrosão. Isso significa que não será necessário substituí-las ou repará-las com tanta frequência.
2. Economiza dinheiro: Como as peças duram mais, você não precisa comprar novas peças nem interromper o trabalho para consertá-las com tanta frequência. Isso economiza muito dinheiro, tanto em peças quanto em mão de obra.
3. Melhor desempenho: As peças com revestimento rígido funcionam melhor por mais tempo. Elas resistem ao desgaste com mais eficiência e mantêm sua forma e suavidade.
4. Proteção sob medida: Você pode personalizar o revestimento rígido para atender às necessidades exatas do seu equipamento. Isso inclui o tipo de desgaste ao qual ele precisa resistir, como arranhões, erosão ou batidas, e as condições em que ele trabalha.

Quais são os principais materiais de revestimento duro usados na indústria?

Os principais materiais de revestimento duro usados no setor são selecionados por sua excepcional resistência ao desgaste e durabilidade em condições operacionais adversas. Esses materiais são essenciais para prolongar a vida útil dos equipamentos e reduzir os custos de manutenção. Os tipos mais comuns incluem:

1. Carbetos:

- O carboneto de tungstênio é muito duro e resiste bem à abrasão. Os trabalhadores industriais costumam usá-lo para mineração, perfuração e corte.

- O carboneto de cromo resiste bem ao desgaste, especialmente em altas temperaturas. É uma boa opção para locais com muita corrosão e oxidação.

2. Ligas:

- As ligas à base de níquel resistem bem à corrosão. Elas funcionam bem em ambientes quentes e onde há materiais corrosivos.

- As ligas à base de cobalto (Stellite) mantêm sua dureza mesmo em altas temperaturas. Isso as torna perfeitas para ferramentas de corte e peças de motor.

- As ligas à base de ferro são uma opção mais econômica. Elas oferecem boa resistência ao desgaste e podem lidar com diferentes tipos de desgaste.

3. Metais e compostos de matriz metálica (MMCs):

- O bronze e o latão são usados por sua resistência ao desgaste por deslizamento. Eles são comuns em superfícies de rolamentos e buchas.

- Os compostos de matriz metálica misturam metal com partículas duras, como carbonetos. Essa mistura lhes confere um bom equilíbrio entre dureza e resistência ao desgaste.

Cada um desses materiais (consulte a Tabela 1) é escolhido com base nos requisitos específicos da aplicação, inclusive o tipo de desgaste (abrasão, impacto, erosão etc.), o ambiente operacional (temperatura, presença de substâncias corrosivas) e as propriedades mecânicas necessárias. A Stanford Advanced Materials (SAM) é um fornecedor confiável nesse setor. Oferecemos materiais de revestimento rígido de qualidade, além de soluções personalizadas para aumentar a vida útil do seu equipamento.

Tabela 1. Materiais comuns de revestimento duro

Como aplicar técnicas de revestimento duro?

O processo pode ser executado usando várias técnicas de soldagem. Os principais métodos incluem:

1. Sobreposição de solda: Isso envolve a deposição de material de revestimento duro usando processos de soldagem a arco, como a soldagem a arco de metal blindado (SMAW), a soldagem a arco de metal a gás (GMAW) ou a soldagem a arco com núcleo de fluxo (FCAW). É um método versátil aplicável a uma ampla gama de componentes.
2. Pulverização térmica: As técnicas de pulverização térmica, incluindo pulverização de plasma e pulverização de combustível de oxigênio de alta velocidade (HVOF), aplicam o material em estado fundido ou semi-fundido à superfície. Esse método é ideal para aplicar revestimentos com impacto mínimo de calor sobre o substrato.
3. Revestimento a laser: O revestimento a laser usa um laser de alta intensidade para derreter o material, que então se une ao metal de base. Esse método oferece controle preciso e diluição mínima entre o revestimento e o substrato, adequado para acabamentos de alta qualidade.

Como são usados os materiais de revestimento duro?

Esses materiais encontram aplicações em um amplo espectro de setores, cada um deles se beneficiando da durabilidade aprimorada que proporcionam:

1. Mineração e construção: Equipamentos como perfuratrizes, caçambas e lâminas são revestidos para resistir ao desgaste abrasivo e ao impacto de rochas, minerais e materiais de construção.
2. Petróleo e gás: Componentes como brocas, válvulas e impulsores de bombas são protegidos contra desgaste e corrosão, garantindo confiabilidade em ambientes desafiadores.
3. Agricultura: Os implementos agrícolas, incluindo arados e lâminas de colheitadeiras, recebem revestimento rígido para resistir ao desgaste do solo e do material da colheita, aumentando sua vida útil.
4. Manufatura: Ferramentas e matrizes são frequentemente revestidas para manter a precisão dimensional e a qualidade da superfície, o que é fundamental para a produção de produtos de alta qualidade.

Conclusão

O revestimento duro representa uma tecnologia fundamental na busca pela maximização da durabilidade do equipamento. Ao selecionar os materiais e processos de revestimento duro adequados, os setores podem aumentar significativamente a vida útil de seus componentes, reduzir os custos de manutenção e garantir a produção contínua. À medida que os avanços na ciência dos materiais e nas tecnologias de soldagem continuam a evoluir, o potencial desses materiais para contribuir com a sustentabilidade e a produtividade industrial aumenta cada vez mais.