6.1.Cementação Líquida e Seletiva (final)

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FACULDADE ASSIS GURGACZ 
CEMENTAÇÃO LÍQUIDA E SELETIVA
INTRODUÇÃO:
	O Processo Térmico de Cementação do ferro ou aço é antigo – apareceu no começo dos anos 1600 na Bohemia e Bavária, e a primeira patente foi obtida na Inglaterra em 1614. Essencialmente, o processo de cementação consiste na carbonização das partes superficiais do material, uma modificação das qualidades do material por este se combinar com outra substância (geralmente carbono), sob a açãoação do calor. Com este processo, um aço maleável fica muito resistente na superfície.
O processo de cementação do aço é também chamado de processo de conversão. A peça é aquecida em forno abaixo do ponto de fusão do aço e então recebe carbono, o qual se difunde na superfície fazendo uma ligação com o ferro. A cementação ocorre em uma faixa de temperatura e a fonte de carbono é variável.
A cementação comporta muitas variações conforme o objetivo ou o trabalho que a peça vai desempenhar. As variações são de temperatura, profundidade de carbonização, tempo do processo, e controle da atmosfera. O tempo do processo vai depender da profundidade da cementação desejada - quanto mais tempo durar a cementação, mais profundamente teremos a presença do carbono difundido. A este processo segue-se a têmpera.
Algumas considerações para o processo de cementação:
Usar em aços de baixo teor de carbono (inferiores a 0,25%);
Preferível usar aços com granulação fina para melhor tenacidade tanto na superfície endurecida como no núcleo;
Antes de cementar uma peça geralmente o aço passa por um processo de normalização;
O teor de carbono é controlado pelas temperaturas;
Evitar linha nítida de demarcação entre a camada cementada e o núcleo.
A cementação é classificada de acordo com o meio empregado para a difusão de carbono: cementação líquida, cementação gasosa, cementação solida e através de plasma. Neste trabalho vamos explanar sobre a cementação líquida e uma variante que pode se dar de diversas formas, a cementação seletiva.
CEMENTAÇÃO LÍQUIDA:
A cementação líquida se dá através de um banho das peças num meio líquido composto de sais fundidos. A composição dos banhos é à base de cianetos e o processo é dividido em duas variantes:
Banhos de baixa temperatura – operam em temperaturas entre 845 e 900°C
São mantidos com uma camada protetiva de carbono (carvão moído) e são indicados para camadas mais finas com profundidades entre 0,13 a 0,25 mm.
Banhos de alta temperatura - operam em temperaturas entre 900ºC e 955ºC
São indicados para profundidades de camadas mais espessas entre 0,5mm e 3,0mm, entretanto, sua principal característica é o rápido desenvolvimento de camadas entre 1 e 2 mm.
As camadas cementadas pelo meio líquido são similares às obtidas com o meio gasoso, entretanto, os ciclos são mais curtos devido ao período de aquecimento ser mais rápido. Os banhos de sal apresentam coeficientes de transferência de calor muito elevados por apresentarem, simultaneamente, condução, convecção e radiação.
Principais características:
Processo mais rápido (camadas entre 1 e 2 mm);
Proteção efetiva contra oxidação e descarbonetação;
Facilidade de manuseio das peças (uso de ganchos, ou cestas);
Oferece um controle preciso da camada cementada;
Maior facilidade de produzir cementação localizada.
Desvantagens do processo
Requer sistema de exaustão sobre o banho, uso de EPI e cuidados adicionais para evitar contaminação por cianetos;
Neutralização dos banhos via processamento químico, após um determinado período de operação;
Os sais são extremamente tóxicos.
CEMENTAÇÃO SELETIVA:
Este processo é assim chamado, pois apenas partes específicas (selecionadas) das peças são cementadas. A separação ou isolamento da área a ser cementada do restante da peça é feita através de misturas de argamassa refratária e argila (material argiloso resistente à altas temperaturas).
O meio mais utilizado de aplicação de cementação seletiva, é através da cementação sólida, onde a peça é posta em caixa cheia de carbono vegetal, coque, carbonato de cálcio ou mistura destas substâncias com óleo de linhaça. Após preparada a caixa, ela é levada ao forno, onde é feito o aquecimento (para aços carbono: 900 a 930°C, para aços baixa liga: até 1000°C).
A cementação seletiva é utilizada em casos especiais, por exemplo em ferramentas de corte, para dar rigidez apenas às áreas cortantes.
O tempo de tratamento pode variar desde 1 hora até 30 horas, dependendo a espessura da camada desejada, a espessura da camada cementada varia de 0,3 até 2,0 mm.
REFERÊNCIAS:
[1] CHIAVERINI, Vicente. Aços e Ferros Fundidos: características gerais, tratamentos térmicos, principais tipos, 7ª ed. ampl e rev., Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, São Paulo-SP, 2008.
[2] MOREIRA, Marcelo F., Endurecimento Superficial, disponível em: <http://www.dalmolim.com.br/educacao/materiais/biblimat/endursup.pdf>, último acesso em: Setembro/2010.
[3] Processo Térmico de Cementação, disponível em: <http://www.metalharte.com .br/site/cementacao.htm>, último acesso em: Setembro/2010.
[4] Tratamentos Térmicos, CPM - Programa de Certificação de Pessoal de Manutenção, SENAI-MG, disponível em: <http://www.protolab.com.br/TratamentosTermicos.pdf>, último acesso em: Setembro/2010.