Gases industriais no tratamento térmico: qualidade e eficiência

Os tratamentos térmicos desempenham um papel fundamental na indústria manufatureira, garantindo que materiais metálicos adquiram propriedades desejadas, como durabilidade,  resistência à corrosão, entre outras.

No entanto, o sucesso desses processos não depende apenas dos equipamentos e instalações, mas também na utilização dos gases corretos a serem aplicados nos processos de tratamento térmico.

Neste texto, exploraremos a importância da aplicação desses gases e como eles contribuem para a obtenção de resultados de alta qualidade.

Mercado de tratamento térmico de metais

Indústrias como a automotiva, aeroespacial, de energia e de maquinaria pesada dependem cada vez mais do tratamento térmico para garantir produtos eficientes e competitivos, sem abrir mão da integridade e do desempenho dos produtos em condições extremas.

Esse setor continua a evoluir à medida que novas técnicas de tratamento, controle de atmosfera e combinações de gases são desenvolvidos, contribuindo para a inovação na indústria de manufatura.

Tipos de tratamentos térmicos

Os tratamentos térmicos são normalmente utilizados para alterar as características do metal:

Antes de nos aprofundarmos na aplicação de gases industriais, é importante entendermos os diferentes tipos de tratamentos térmicos.

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Processos como recozimento e cementação visam modificar a microestrutura dos materiais metálicos para alcançar propriedades específicas. Confira como ocorre a aplicação de gases industriais para cada um desses processos:

Recozimento

Este processo consiste em submeter o material a condições controladas de tempo, temperatura e atmosfera.

Os gases industriais desempenham um papel importante ao criar uma atmosfera controlada para evitar a oxidação e a contaminação dos materiais.

Gases inertes como o argônio e o nitrogênio são frequentemente usados para criar essa atmosfera protetora, reduzindo a formação de óxidos na superfície do metal, garantindo que as propriedades mecânicas não sejam comprometidas durante o aquecimento e o resfriamento controlado. Isso resulta em produtos finais com menor tensão interna e maior maleabilidade.

Brasagem

É um processo de junção de metais onde um material de adição, geralmente uma liga metálica com um ponto de fusão mais baixo, é derretido e utilizado para unir peças metálicas. O material de adição é chamado de "metal de solda" ou "metal de brasagem".

Durante a brasagem, o metal de adição preenche as pequenas folgas entre as superfícies das peças a serem unidas, formando uma junção sólida quando resfriado, sendo amplamente utilizada em aplicações onde as temperaturas envolvidas não devem ser altas o suficiente para fundir as peças principais.

Neste processo, gases como o argônio e nitrogênio são usados para criar uma atmosfera inerte, prevenindo a oxidação das superfícies de metal a serem unidas. Outros gases, como o hidrogênio, podem ser usados para remover os óxidos formados durante o aquecimento, garantindo uma junção sólida e duradoura.

Cementação

A cementação é um processo de tratamento térmico que envolve a introdução de carbono na superfície de peças de aço, aumentando a dureza superficial e melhorando a resistência ao desgaste.

Gases ricos em carbono, como o metano, são introduzidos em um forno de tratamento térmico, onde reagem com o ferro na superfície das peças. Esse processo forma uma camada rica em carbono chamada de "casca", que é mais dura do que o núcleo do material.

A técnica é frequentemente usada para fabricar engrenagens, rolamentos e outros componentes sujeitos a desgaste.

Tratamentos criogênicos

O tratamento criogênico é um processo de resfriamento extremamente baixo, geralmente a temperaturas próximas ao zero absoluto, usando nitrogênio líquido ou hélio.

Esse processo é aplicado após tratamentos térmicos convencionais, como têmpera ou recozimento, para melhorar as propriedades mecânicas dos materiais.

A técnica reduz as tensões internas, melhora a resistência ao desgaste e pode aumentar a vida útil das ferramentas e componentes, ajudando também a transformar a estrutura de carbonetos, tornando-a mais uniforme e estável.

5 benefícios da aplicação de gases industriais para o mercado de tratamento térmico

1. Qualidade aprimorada: atmosferas controladas e resfriamento controlado resultam em produtos com propriedades consistentes e aprimoradas;
2. Eficiência e produtividade: a utilização adequada de gases pode acelerar processos, reduzindo o tempo de produção e aumentando a eficiência;
3. Redução de resíduos: processos controlados com gases podem reduzir a geração de resíduos, contribuindo para práticas mais sustentáveis;
4. Inovação de materiais: a possibilidade de modificar a estrutura de metais abre portas para o desenvolvimento de materiais inovadores com características específicas;
5. Segurança: o papel dos dois gases é essencial para garantir a segurança em atmosferas explosivas como quando é utilizado o gás H2, por isso é fundamental utilizar o N2 como gás inerte para varredura ou purga.

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