2 - Aspersao Termica

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Aspersão Térmica
O processo de aspersão térmica consiste na aplicação de um revestimento, metálico ou não-metálico, usando-se uma pistola de aspersão.
Basicamente, o material sob a forma de pó ou fio é aquecido até o ponto de fusão e suas partículas são projetadas, por meio de ar comprimido, contra a superfície do substrato e aderem por impacto e resfriam, transformando-se no revestimento.
O objetivo deste procedimento é conferir propriedades particulares à superfície, como a proteção à corrosão, resistência ao desgaste, endurecimento superficial, lubricidade e reconstituição de superfícies.
Este processo foi inventado em 1896 pelo suíço Dr. Max Ulrich Schoop, inicialmente apenas para revestimento contra corrosão de estruturas metálicas. Após 1930, inicia-se nos EUA o uso da metalização em grande escala também para proteção quanto ao desgaste e recuperação de componentes em geral.
Vantagens
Possibilidade de aplicar o revestimento sobre peças de qualquer dimensão.
Por se tratar de revestimento aplicado a baixa temperatura, não provoca alterações na estrutura do substrato.
Muitos revestimentos têm poros microscópicos que atuam como reservatório de lubrificante.
Os revestimentos de superfície propiciam aplicações de acordo com os tipos de desgaste e tipo de proteção:
· Desgaste por abrasão.
· Desgaste por aderência.
· Desgaste por corrosão.
· Desgaste por oxidação.
· Desgaste por erosão.
· Condutividade elétrica.
· Resistência térmica.
· Condutividade térmica.
· Processos combinados.
Preparação do Processo: 
Usinagem: 
· Os processos para fins técnicos requerem uma preparação do substrato. Utiliza-se uma usinagem rústica ou acabamento de retifica de desbaste para auxiliar a adesão do material que não é somente mecânica.
 Pré-Aquecimento: 
· É necessário um pré-aquecimento no substrato para eliminar eventuais vestígios de óleo, graxa etc., a temperatura não deve ultrapassar os 100ºC.
 
Jateamento:
· O uso de jato de areia, óxido de alumínio ou granalha de aço para a limpeza da superfície que recebe o material metalizado tem a função de remover todas as impurezas na superfície do substrato evitando formação de óxidos para não prejudicar a aderência. O uso do abrasivo óxido de alumínio é que predomina atualmente, pois traz mais vantagens técnicas e até econômicas, a areia sílica prejudicial à saúde e a granalha conforme o armazenamento, provoca oxidação.
Metalização
· Conforme tipo de equipamento.
Acabamento
· O acabamento de superfície metalizada segue uma regra própria. Por tratar-se de uma estrutura lamelar e superficial, deve-se sempre usar lubrificante de corte ou querosene na camada para facilitar o corte da ferramenta. O uso de rebolo de corte é apropriado para estrutura porosa e com muita lubrificação. A força tangencial muito grande poderá provocar descascamento da camada (queima da superfície).
Materiais mais depositados por aspersão:
Basicamente qualquer material pode ser depositado por processo de aspersão térmica, entretanto destacam-se três famílias de materiais:
· Cerâmicos;
· Carbetos;
· Metais.
Tipos de processos de acordo com a fonte de calor
Aspersão Térmica por chama oxi-acetilênica 
· Utiliza o calor gerado pela queima de um gás combustível (oxigênio/acetileno, oxigênio/hidrogênio, oxigênio/propano). Permite aplicação de qualquer material com temperatura de fusão inferior a 2760ºC. Podem ser aplicados metais e ligas na forma de arame, cordão e pó, e cerâmicos na forma de vareta, cordão e pó.
· Arames e varetas.
· O material a ser aspergido é inserido por roletes alimentadores na parte posterior da tocha. O acetileno é o gás mais largamente usado por sua maior temperatura de chama. A chama é usada para fundir o material e um jato de ar comprimido pulveriza e acelera as partículas em direção ao substrato.
Pó
· As tochas são em geral mais leves e compactas. Devido às menores temperaturas e velocidades alcançadas pelas partículas, resulta em revestimentos com menor resistência adesiva ao substrato e entre as lamelas, e maior porosidade quando comparado a outros processos.
Aspersão Térmica por detonação
· Utiliza energia de explosões de uma mistura oxigênio-acetileno, ao invés de uma chama estacionária, para impulsionar o pó até a superfície do substrato. 
· A velocidade de saída do pó é de 760m/s aproximadamente. 
· O depósito resultante é extremamente duro, denso, fortemente ligado ao substrato. 
· Excelente acabamento devido à baixa porosidade.
· Alto custo.
Aspersão Térmica a arco elétrico
· Emprega a energia térmica proveniente do arco elétrico criando camadas de ligas metálicas.
· A fonte de calor é um arco elétrico obtido no bico da pistola com a junção de dois arames, provocando um arco elétrico, fundindo o material.
· Vantagens: economia, pois reduz tempo de aplicação e utiliza energia elétrica e não gases (oxigênio e acetileno).
Aspersão Térmica a plasma
· Neste processo um gás ou mistura de gases passa através de um arco elétrico de alta corrente. A temperaturas suficientemente altas, o gás torna-se ionizado, e as colisões entre os íons e elétrons geram energia radiante. Nitrogênio ou argônio são usados como gás de plasma, podendo conter adições de hidrogênio ou hélio para aumentar sua potência e velocidade. 
· Aplicado a peças com condições de uso mais severas, como turbinas e motores de foguetes; Utiliza como revestimento normalmente materiais cerâmicos.
· Vantagens: Produz depósitos mais densos, menos porosos e mais aderentes.
Aspersão Térmica por chama hipersônica
· HVOF (high velocity oxy-fuel):
Utiliza-se um equipamento que trabalha a alta pressão de gases atingindo velocidades supersônicas até 7 vezes a velocidade do som, permitindo uma camada densa e compacta de ligas metálicas. A característica principal desse processo é a não formação de óxidos.
Aplicações: usado em peças que necessitam de resistência ao desgaste e proteção a corrosão com camadas isentas de porosidade, é largamente empregado na indústria aeronáutica, aero-espacial e petroquímica. 
Alto custo. Em função das leis ambientais , são muito usados em substituição ao cromo duro.
Comparação de características de processos de Aspersão Térmica
CHAMA OXI-ACETILÊNICA
Materiais aplicáveis
· Ferrosos: aço baixo teor de carbono; aço médio teor de carbono; aço alto teor de carbono; aço carbono ao manganês; aço inoxidável martensítico; aço inoxidável austenítico.
· Não-Ferrosos: cobre; bronze - alumínio; níquel; monel; alumínio - níquel; molibdênio; zinco; alumínio puro; alumínio - silício.
Aplicações
· Eixos misturadores para moinho - colos de rolamentos; Eixos de turbina - colos de apoio de retentores/mancais/selos vedação; Eixos de rolos laminadores - colos de apoio de mancais de bronze ou metal patente; Colos de acoplamentos fixos; Cilindros puxadores de papel; Cilindros para indústria gráfica; Cilindros hidráulicos; Haste de acionamento da abertura da tampa do forno; Camisa de compressor de ar; Tambores de freio; Eixos de transmissão; Perfis estruturais, tipo trilhos, corrimões, cantoneiras, chaparia para piso etc.; Bobina de trefila de arame; Eixos de turbina; Camisa de motor diesel; Mancal de metal patente para fábrica de cimento etc.; Eixos pinhões para laminadores de arame; Pás de rotor de exaustão e de ventilador;
ARCO ELÉTRICO
Materiais Aplicáveis:
· Alumínio; Zinco; Aço carbono; Bronze; Cobre; Aço inoxidável; Níquel; Monel; Bronze Alumínio.
Aplicações
· A princípio as aplicações são as mesmas utilizadas no processo oxi-acetilênico, salvo alguns materiais como por exemplo o Molibdênio.
PLASMA
Materiais Aplicáveis