Tratamentos e Modificações de Superfície

As superfícies cobrem tudo. O apelo e as funções que as superfícies materiais nos proporcionam são de extrema importância. Therefore SURFACE TREATMENT and SURFACE MODIFICATION are among our everyday industrial operations. O tratamento e modificação de superfície leva a propriedades de superfície aprimoradas e pode ser realizado como uma operação de acabamento final ou antes de uma operação de revestimento ou união. , adapte as superfícies dos materiais e produtos para:

 

 

 

- Controle de atrito e desgaste

 

- Melhora a resistência à corrosão

 

- Melhora a adesão de revestimentos subsequentes ou peças unidas

 

- Alterar propriedades físicas condutividade, resistividade, energia de superfície e reflexão

 

- Alterar as propriedades químicas das superfícies introduzindo grupos funcionais

 

- Alterar dimensões

 

- Alterar a aparência, por exemplo, cor, rugosidade...etc.

 

- Limpar e/ou desinfetar as superfícies

 

 

 

Usando tratamento e modificação de superfície, as funções e a vida útil dos materiais podem ser melhoradas. Nossos métodos comuns de tratamento e modificação de superfície podem ser divididos em duas categorias principais:

 

 

 

Tratamento e modificação de superfície que cobre superfícies:

 

Revestimentos Orgânicos: Os revestimentos orgânicos aplicam tintas, cimentos, laminados, pós fundidos e lubrificantes nas superfícies dos materiais.

 

Revestimentos inorgânicos: Nossos revestimentos inorgânicos populares são galvanoplastia, galvanoplastia autocatalítica (revestimentos sem eletrodos), revestimentos de conversão, sprays térmicos, imersão a quente, revestimento duro, fusão de forno, revestimentos de película fina, como SiO2, SiN em metal, vidro, cerâmica, etc. O tratamento de superfície e modificação envolvendo revestimentos é explicado em detalhes no submenu relacionado, por favorclique aqui Revestimentos Funcionais / Revestimentos Decorativos / Filme Fino / Filme Grosso

 

 

 

Tratamento de superfície e modificação que altera as superfícies: Aqui nesta página nos concentraremos nisso. Nem todas as técnicas de tratamento e modificação de superfície que descrevemos abaixo são em escala micro ou nano, mas, no entanto, iremos mencioná-las brevemente, uma vez que os objetivos e métodos básicos são semelhantes em grande medida àqueles que estão na escala de microfabricação.

 

 

 

Endurecimento: Endurecimento seletivo da superfície por laser, chama, indução e feixe de elétrons.

 

 

 

Tratamentos de alta energia: Alguns de nossos tratamentos de alta energia incluem implantação de íons, vitrificação e fusão a laser e tratamento por feixe de elétrons.

 

 

 

Tratamentos de difusão fina: Os processos de difusão fina incluem nitrocarbonetação ferrítica, boronização, outros processos de reação de alta temperatura, como TiC, VC.

 

 

 

Tratamentos de Difusão Pesada: Nossos processos de difusão pesada incluem cementação, nitretação e carbonitretação.

 

 

 

Tratamentos especiais de superfície: Tratamentos especiais, como tratamentos criogênicos, magnéticos e sônicos, afetam tanto as superfícies quanto os materiais a granel.

 

 

 

Os processos de endurecimento seletivo podem ser realizados por chama, indução, feixe de elétrons, feixe de laser. Substratos grandes são endurecidos profundamente usando endurecimento por chama. O endurecimento por indução, por outro lado, é usado para peças pequenas. O endurecimento por laser e feixe de elétrons às vezes não se distingue daqueles em revestimentos duros ou tratamentos de alta energia. Esses processos de tratamento e modificação de superfície são aplicáveis apenas a aços que possuem teor de carbono e liga suficiente para permitir o endurecimento por têmpera. Ferros fundidos, aços carbono, aços ferramenta e ligas de aço são adequados para este método de tratamento e modificação de superfície. As dimensões das peças não são significativamente alteradas por esses tratamentos de superfície de endurecimento. A profundidade de endurecimento pode variar de 250 mícrons a toda a profundidade da seção. No entanto, no caso da seção inteira, a seção deve ser fina, inferior a 25 mm (1 pol), ou pequena, pois os processos de endurecimento exigem um resfriamento rápido dos materiais, às vezes em um segundo. Isso é difícil de conseguir em peças grandes e, portanto, em grandes seções, apenas as superfícies podem ser endurecidas. Como um processo de modificação e tratamento de superfície popular, endurecemos molas, lâminas de facas e lâminas cirúrgicas, entre muitos outros produtos.

 

 

 

Os processos de alta energia são métodos de tratamento e modificação de superfície relativamente novos. As propriedades das superfícies são alteradas sem alterar as dimensões. Nossos processos populares de tratamento de superfície de alta energia são tratamento por feixe de elétrons, implantação de íons e tratamento por feixe de laser.

 

 

 

Tratamento por feixe de elétrons: O tratamento de superfície por feixe de elétrons altera as propriedades da superfície por aquecimento rápido e resfriamento rápido - na ordem de 10Exp6 Centígrados/s (10exp6 Fahrenheit/s) em uma região muito rasa em torno de 100 mícrons perto da superfície do material. O tratamento por feixe de elétrons também pode ser usado em revestimentos duros para produzir ligas de superfície.

 

 

 

Implantação de íons: Este método de tratamento e modificação de superfície usa feixe de elétrons ou plasma para converter átomos de gás em íons com energia suficiente e implantar/inserir os íons na rede atômica do substrato, acelerado por bobinas magnéticas em uma câmara de vácuo. O vácuo torna mais fácil para os íons se moverem livremente na câmara. A incompatibilidade entre os íons implantados e a superfície do metal cria defeitos atômicos que endurecem a superfície.

 

 

 

Tratamento por feixe de laser: Como o tratamento e modificação de superfície por feixe de elétrons, o tratamento por feixe de laser altera as propriedades da superfície por aquecimento rápido e resfriamento rápido em uma região muito rasa perto da superfície. Este método de tratamento e modificação de superfície também pode ser usado em revestimentos duros para produzir ligas de superfície.

 

 

 

Um know-how em dosagens de implantes e parâmetros de tratamento nos permite usar essas técnicas de tratamento de superfície de alta energia em nossas plantas de fabricação.

 

 

 

Tratamentos de superfície de difusão fina:

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A nitrocarbonetação ferrítica é um processo de cementação que difunde nitrogênio e carbono em metais ferrosos em temperaturas subcríticas. A temperatura de processamento é geralmente de 565 centígrados (1049 Fahrenheit). Nesta temperatura os aços e outras ligas ferrosas ainda estão na fase ferrítica, o que é vantajoso em comparação com outros processos de cementação que ocorrem na fase austenítica. O processo é usado para melhorar:

 

• resistência ao desgaste

 

• propriedades de fadiga

 

•resistência à corrosão

 

Muito pouca distorção da forma ocorre durante o processo de endurecimento graças às baixas temperaturas de processamento.

 

 

 

A boronização é o processo em que o boro é introduzido em um metal ou liga. É um processo de endurecimento e modificação da superfície pelo qual os átomos de boro são difundidos na superfície de um componente metálico. Como resultado, a superfície contém boretos metálicos, como boretos de ferro e boretos de níquel. Em seu estado puro, esses boretos possuem dureza e resistência ao desgaste extremamente altas. As peças de metal boronizado são extremamente resistentes ao desgaste e geralmente duram até cinco vezes mais do que os componentes tratados com tratamentos térmicos convencionais, como endurecimento, cementação, nitretação, nitrocarbonetação ou endurecimento por indução.

 

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Tratamento e Modificação da Superfície de Difusão Pesada: Se o teor de carbono for baixo (menos de 0,25%, por exemplo), podemos aumentar o teor de carbono da superfície para endurecimento. A peça pode ser tratada termicamente por têmpera em um líquido ou resfriada em ar parado, dependendo das propriedades desejadas. Este método só permitirá endurecimento local na superfície, mas não no núcleo. Isso às vezes é muito desejável porque permite uma superfície dura com boas propriedades de desgaste como nas engrenagens, mas possui um núcleo interno resistente que funcionará bem sob carga de impacto.

 

 

 

Em uma das técnicas de tratamento e modificação de superfície, a Carburação, adicionamos carbono à superfície. Expomos a peça a uma atmosfera rica em carbono a uma temperatura elevada e permitimos que a difusão transfira os átomos de carbono para o aço. A difusão só acontecerá se o aço tiver baixo teor de carbono, pois a difusão funciona no princípio diferencial das concentrações.

 

 

 

Carburação de Pacote: As peças são embaladas em um meio com alto teor de carbono, como pó de carbono, e aquecidas em um forno por 12 a 72 horas a 900 graus centígrados (1652 Fahrenheit). A estas temperaturas é produzido gás CO, que é um forte agente redutor. A reação de redução ocorre na superfície do aço liberando carbono. O carbono é então difundido na superfície graças à alta temperatura. O carbono na superfície é de 0,7% a 1,2% dependendo das condições do processo. A dureza alcançada é de 60 - 65 RC. A profundidade da caixa cementada varia de cerca de 0,1 mm até 1,5 mm. A cementação de pacotes requer um bom controle de uniformidade de temperatura e consistência no aquecimento.

 

 

 

Carburação a Gás: Nesta variante de tratamento de superfície, o gás Monóxido de Carbono (CO) é fornecido a um forno aquecido e a reação de redução de deposição de carbono ocorre na superfície das peças. Este processo supera a maioria dos problemas de cementação de pacotes. Uma preocupação, no entanto, é a contenção segura do gás CO.

 

 

 

Carburação Líquida: As peças de aço são imersas em um banho rico em carbono fundido.

 

 

 

A nitretação é um processo de tratamento e modificação de superfície que envolve a difusão de nitrogênio na superfície do aço. Nitrogênio forma nitretos com elementos como alumínio, cromo e molibdênio. As peças são tratadas termicamente e revenidas antes da nitretação. As peças são então limpas e aquecidas em um forno em uma atmosfera de amônia dissociada (contendo N e H) por 10 a 40 horas a 500-625 centígrados (932 - 1157 Fahrenheit). O nitrogênio se difunde no aço e forma ligas de nitreto. Este penetra até uma profundidade de até 0,65 mm. O case é muito duro e a distorção é baixa. Como a carcaça é fina, a retificação da superfície não é recomendada e, portanto, o tratamento de superfície com nitretação pode não ser uma opção para superfícies com requisitos de acabamento muito lisos.

 

 

 

O processo de tratamento e modificação de superfície de carbonitretação é mais adequado para aços de liga de baixo carbono. No processo de carbonitretação, tanto o carbono quanto o nitrogênio são difundidos na superfície. As peças são aquecidas em uma atmosfera de hidrocarboneto (como metano ou propano) misturado com amônia (NH3). Simplificando, o processo é uma mistura de cementação e nitretação. O tratamento de superfície por carbonitretação é realizado a temperaturas de 760 - 870 centígrados (1400 - 1598 Fahrenheit), é então resfriado em uma atmosfera de gás natural (livre de oxigênio). O processo de carbonitretação não é adequado para peças de alta precisão devido às distorções inerentes. A dureza alcançada é semelhante à cementação (60 - 65 RC), mas não tão alta quanto à nitretação (70 RC). A profundidade da caixa está entre 0,1 e 0,75 mm. A caixa é rica em nitretos e também em martensita. O revenimento subsequente é necessário para reduzir a fragilidade.

 

 

 

Processos especiais de tratamento e modificação de superfícies estão nos estágios iniciais de desenvolvimento e sua eficácia ainda não foi comprovada. Eles são:

 

 

 

Tratamento Criogênico: Geralmente aplicado em aços endurecidos, resfrie lentamente o substrato até cerca de -166 Centígrados (-300 Fahrenheit) para aumentar a densidade do material e, assim, aumentar a resistência ao desgaste e a estabilidade dimensional.

 

 

 

Tratamento Vibratório: Destina-se a aliviar o estresse térmico acumulado em tratamentos térmicos através de vibrações e aumentar a vida útil.

 

 

 

Tratamento Magnético: Estes pretendem alterar o alinhamento dos átomos nos materiais através de campos magnéticos e esperamos melhorar a vida útil.

 

 

 

A eficácia dessas técnicas especiais de tratamento e modificação de superfície ainda precisa ser comprovada. Além disso, essas três técnicas acima afetam o material a granel além das superfícies.