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Perguntas mais frequentes sobre o processamento de metais e materiais

A maior variabilidade de temperatura no meu forno de recozimento poderia estar causando as variações na ductilidade dos meus produtos? plus minus

Depende de quanto varia e onde se encontram as variações. A variabilidade dos parâmetros críticos de recozimento (temperatura, ponto de orvalho e composições atmosféricas) pode ter um grande impacto na qualidade do produto. Para descobrir a fonte da variabilidade, registre parâmetros críticos do processo durante a produção, pois desvios de temperatura maiores que o normal podem afetar o crescimento, a dureza e a ductilidade dos grãos. Após esta etapa, você será capaz de ver a relação entre execuções de má qualidade e as tendências indicadas pelos dados e identificar o que pode estar causando a mudança nas propriedades de seus produtos.

A instalação de um sistema de controle de processo para analisar e controlar essas variáveis pode ajudar a reduzir a variabilidade. Um pequeno investimento em tecnologia de controle pode proporcionar uma grande melhoria no rendimento, nos custos de produção e na qualidade. Nossos especialistas e nossa ampla experiência em controle de processos podem ajudá-lo a melhorar a confiabilidade de seus processos e economizar seu dinheiro.

Guido Plicht
Guido Plicht
Gerente de Tecnologia Comercial - Europa

Durante anos, os componentes de aço carbono têm sido normalmente recozidos ou tratados termicamente em atmosferas à base de nitrogênio-hidrogênio para aliviar tensões, alterar a microestrutura e melhorar a aparência da superfície. A vazão e composição da atmosfera a ser utilizada para o recozimento de componentes em fornos é normalmente decidida por tentativa e erro.

Embora a composição de uma atmosfera à base de nitrogênio-hidrogênio introduzida em um forno não mude com o tempo, o potencial real de redução ou oxidação da atmosfera dentro do forno muda continuamente devido a vazamentos e correntes de ar no forno, dessorção de impurezas como a umidade da superfície dos componentes ou decomposição do lubrificante presente na superfície das peças. 

Guido Plicht
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Gerente de Tecnologia Comercial - Europa

Todas as qualidades de aço inoxidável são ligas à base de ferro com percentagens significativas de crómio. Normalmente, os aços inoxidáveis contêm menos de 30% de crómio e mais de 50% de ferro. As características do aço inoxidável derivam da formação de uma película de superfície invisível, aderente, protetora e auto-regenerativa de óxido de cromo (Cr₂O₃). Embora os aços inoxidáveis sejam resistentes à oxidação à temperatura ambiente, são propensos à descoloração oxidativa a temperaturas elevadas, devido à presença de cromo e outros elementos de liga como o titânio e o molibdênio.

Fatores que contribuem para o aumento da oxidação incluem altos pontos de orvalho, altos níveis de oxigênio e óxidos de superfície de chumbo, boro e nitretos. Para obter aços inoxidáveis brilhantes, dependendo da sua composição, utiliza uma atmosfera altamente redutora com um ponto de orvalho abaixo de -40°C e um mínimo de 25% de hidrogênio.

Guido Plicht
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Gerente de Tecnologia Comercial - Europa

A cor verde que aparece nas peças de aço inoxidável é óxido de crómio (Cr₂O₃). Forma-se quando há demasiado oxigénio ou humidade na atmosfera do forno, o que geralmente se deve a fugas de água, má vedação da atmosfera ou taxas excessivamente baixas de fluxo atmosférico de gás. Uma cor verde-acastanhada escura indica níveis significativos de oxigénio livre no interior do forno causado por uma grande fuga de ar.

Além do tradicional teste do aço e cobre, algumas empresas passam um pedaço de aço inoxidável pelo forno para verificar os altos níveis de umidade e oxigênio. Uma maneira melhor e mais precisa de medir os níveis de umidade e oxigênio é instalar um analisador de oxigênio e um medidor de ponto de orvalho. É um sistema económico e muito preciso. Se uma película de óxido verde estiver se formando nas partes de aço inoxidável, sabemos que o forno ou a atmosfera não está otimizada.

Guido Plicht
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Gerente de Tecnologia Comercial - Europa

A dezincificação é normalmente definida como a lixiviação de zinco de ligas de cobre em solução aquosa. No processamento térmico do latão (e outras ligas contendo zinco), a dezincificação é a remoção do zinco do substrato metálico durante os processos térmicos como a brasagem e o recozimento, geralmente devido à baixíssima pressão de vapor do zinco nas ligas. A dezincificação pode resultar na formação excessiva de pó no forno, ligas de zinco com outros metais e, em casos extremos, perda das propriedades das ligas.

Embora nem sempre seja possível evitar a dezincificação, podemos reduzi-la durante o processamento térmico. Controlar a temperatura, o tempo e o potencial de redução da atmosfera do forno pode ajudar a minimizar a dezincificação e a melhorar o processamento térmico. No entanto, compreender quais variáveis precisam ser mudadas para se conseguir isso pode ser um desafio. Os especialistas da Carbides Metal possuem vasta experiência em processamento térmico e podem ajudá-lo a determinar as variáveis a regular para reduzir custos e melhorar a produtividade, minimizando a dezincificação.

Guido Plicht
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Gerente de Tecnologia Comercial - Europa

O recozimento brilhante dos aços requer condições que se reduzem a óxidos de aço. Tradicionalmente, o diagrama de Ellingham tem sido usado para prever as condições que correspondem à oxidação de metais puros ou redução dos seus óxidos. Este método pode ser utilizado para prever as condições que devem ser reduzidas aos óxidos de ferro e aos óxidos dos elementos de liga adicionados aos aços, tais como o óxido de crómio quando se consideram os aços inoxidáveis. Esta abordagem tradicional não é precisa porque só utiliza dados termodinâmicos para metais puros e seus óxidos - ignora o fato de que o ferro e os elementos de liga formam uma solução sólida. Além disso, você só pode determinar a razão de pressão parcial de equilíbrio aproximada de hidrogênio e vapor de água para oxidação de um metal específico a uma determinada temperatura.

Alternativamente, você pode usar diagramas mais precisos e convenientes para aços e outras ligas, que são criados com a ajuda de modernos bancos de dados e programas de computador, como o FactSage™ (software termoquímico e pacote de banco de dados desenvolvido em conjunto entre Thermfact/CRCT e GTT-Technologies) ou o software Thermo-Calc. Utilizando as curvas de oxidação-redução, apresentadas como ponto de orvalho de atmosferas de hidrogénio puro ou azoto-hidrogénio versus temperatura, é possível seleccionar rapidamente a atmosfera para recozimento de aços sem formação de óxidos. O diagrama da Figura 1 foi calculado utilizando o FactSage. Este diagrama mostra que as curvas de oxidação-redução para sistemas Fe-18%Cr e Fe-18%Cr-8%Ni representando aços inoxidáveis são mais altas que as curvas Cr/Cr₂O₃ correspondentes. Para ligas (por exemplo, aços), é possível obter cálculos mais precisos utilizando dados termodinâmicos tanto das substâncias puras (ou seja, metais puros e óxidos) como das bases de dados de soluções. Tais diagramas podem ser produzidos especificamente para os aços de interesse e variedade de composições atmosféricas.

Estes métodos podem ajudá-lo a resolver problemas e optimizar a sua operação de recozimento, equilibrando o uso de hidrogénio com a qualidade do produto.

Figura 1:

Guido Plicht
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Gerente de Tecnologia Comercial - Europa
A pureza do gás que estou usando é adequada para os meus processos? plus minus

Os gases industriais (como nitrogênio, hidrogênio e argônio) para atmosferas de fornos são caracterizados por uma pureza muito alta (> 99,995%). Os níveis típicos de impureza são muito inferiores a 10 partes por milhão em volume (ppmv) de oxigênio e menos de 3 ppmv de umidade (ponto de orvalho <- 65°C). É uma pureza adequada para muitos processos que envolvem uma vasta gama de materiais. Entretanto, alguns materiais, devido à sua alta reatividade, podem requerer purificação adicional para alcançar níveis ainda mais baixos de impurezas, especialmente no caso de gases liquefeitos ou aqueles fornecidos com plataformas. Algumas instalações incorporam purificadores em linha como medida adicional contra as impurezas transportadas através do sistema de tubulação. A purificação em linha normalmente envolve a remoção de oxigénio e humidade. Às vezes, no suprimento de argônio, é necessário remover vestígios de impurezas nitrogenadas. A escolha do purificador depende do gás e do tipo e quantidade de impurezas a serem removidas.

Guido Plicht
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Gerente de Tecnologia Comercial - Europa

Os medidores de caudal devem ser dimensionados adequadamente para a aplicação específica, dependendo do tipo de gás, pressão e funcionamento. Primeiro de tudo, certifique-se de usar um medidor de vazão calibrado para a gravidade específica do gás que você quer medir. Verifique a etiqueta ou o tubo de vidro do medidor de fluxo ou ligue para o fabricante para se certificar. Em segundo lugar, o fluxímetro só deve ser utilizado à pressão para a qual foi calibrado. Por exemplo, um caudalímetro de área variável calibrado para 5,5 bar e leitura de 28,3 m³/h só mostrará 21,5 m³/h se usado a 2,8 bar. Isso é um erro de 24%! Em terceiro lugar, para máxima precisão e para permitir espaço de ajuste, dimensionar o medidor de fluxo de modo que o seu caudal normal esteja entre 30% e 70% da escala completa. Estes três passos vão ajudá-lo a conseguir um bom controlo sobre os fluxos de gás e, em última análise, sobre os seus processos.

Guido Plicht
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Gerente de Tecnologia Comercial - Europa

Tradicionalmente, os cilindros de gases comprimidos têm sido a forma habitual de abastecimento dos utilizadores que consomem pequenos a médios volumes. No entanto, estes pequenos utilizadores têm de enfrentar os riscos de segurança associados ao transporte de cilindros e à exposição a pressões elevadas. A consolidação de um sistema de tanques criogênicos pequenos e centralizados elimina a necessidade de manusear garrafas e reduz o risco de mistura de produtos. Outras vantagens deste sistema são menos exposição a embalagens de alta pressão e menos congestionamento de tráfego, uma vez que são necessárias entregas menos frequentes. Carbures Metálicos desenvolveu a opção de fornecimento em pequenos tanques criogênicos como uma alternativa econômica e confiável ao fornecimento de nitrogênio, argônio, oxigênio e dióxido de carbono a alta pressão. Além de sistemas de armazenamento eficientes e flexíveis, estão disponíveis soluções de instalação inovadoras para ajudá-lo a fazer uma transição suave de cilindros para tanques criogênicos.

Guido Plicht
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Gerente de Tecnologia Comercial - Europa