O óleo hidráulico tem um papel importante para gerenciar os esforços de manutenção e retardar o envelhecimento dos equipamentos. Por isso, a Mobil destaca a importância da manutenção do sistema hidráulico. Confira:

A nova série Mobil DTE 20 Ultra™ foi projetada para ajudar os líderes das grandes indústrias a atingirem seus objetivos de maneira fácil e eficiente, proporcionando menor manutenção e reduzindo a interação homem-máquina.

O produto evita interrupções, minimiza as paradas não programadas e permite melhor desempenho que excede os padrões da indústria atendendo as mais exigentes aprovações de diferentes equipamentos e máquinas como a Bosch Rexroth.

Além de demonstrar uma notável proteção anti-desgaste sob condições de teste em tempo real, a série Mobil DTE 20 Ultra™ proporciona melhor controle de depósitos para prolongar o período de troca do óleo e oferece proteção para prolongar a vida de
componentes do equipamento.

Para saber mais sobre mais sobre os lubrificantes Mobil para os diferentes segmentos da indústria, bem como, produtos para manutenção de máquinas, óleo para compressor, graxa para rolamentos, entre outros acesse o site www.mobilindustrial.com.br. 

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No “Design/Manufacturing Closed-Loop” desenvolvido pela KISSsoft para engrenagens cilíndricas, é efetuada uma retroalimentação dos desvios de fabricação para as propriedades desejadas do dimensionamento, por exemplo, em relação NVH (noise vibration harshness behaviour) sob carga. Se os desvios acumulados foram muito altos, a fabricação tem de adotar medidas ou efetuar uma seleção dos produtos defeituosos. Esta análise pode ser efetuada com a ajuda de cálculos KISSsoft.

Primeiro são dimensionadas as rodas dentadas no processo de design conforma os critérios desejados. Após a fabricação, as geometrias dos flancos dos dentes de rodas dentadas fresadas ou retificadas são medidas, por exemplo, em uma máquina de medição Gleason e retornadas para o programa KISSsoft. Com os flancos dos dentes medidos, no trem de acionamento são recalculados importantes critérios de desempenho, como  marca de contato, relação NVH ou vida útil. Os resultados da simulação podem então ser comparados com os resultados do dimensionamento, permitindo uma avaliação funcional dos desvios de fabricação no sistema.

Com esta abordagem Closed-Loop o design pode ser modificado para ser adaptado a um processo de fabricação ou o processo de fabricação pode ser verificado quanto à aptidão para alcançar o rendimento desejado da engrenagem com o menor custo. Deste modo, o design, a fabricação e a medição estão integrados em um processo global.

Se desejar descobrir mais sobre o Closed-Loop, se registre no link, para uma demonstração gratuita na web, no dia 6 de outubro, a qual será realizada pelo Dipl. Ing. Hanspeter Dinner, Dr. Inho Bae e MSc. Eng. Ilja Tsikur.

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O aço anterior era o W.Nr. 1.2363 (AISI A2) endurecido a 60 HRC. Para comparação foi escolhido o aço TOOLOX 44 da SSAB para confecção de uma nova matriz. Ele foi escolhido para economizar tempo, evitar as dificuldades do tratamento térmico de peças compridas e para facilitar a realização dos ajustes finais.

A fabricação das matrizes correu bem, proporcionando uma economia de mais de 3 dias no processo. Os típicos ajustes após o tratamento térmico, necessários à solução anterior de material, foram eliminados.

O resultado: a matriz em operação em 2003. Ela foi inspecionada após a produção de 150.000 unidades, manufaturadas em aço DP400 de 1 mm espessura. Não foi detectado nenhum desgaste visível. As medidas de controle da matriz mostraram ser satisfatórias. Em 2007 a mesma matriz ainda estava em produção e já havia produzido mais de 1,6 milhões de unidades.

Fonte: SSAB, contato: techsupport@ssab.com

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A boa relação entre algumas propriedades antagônicas, como por exemplo, resistência à tração e alongamento, vem abrindo caminhos para esses materiais em aplicações historicamente atendidas por componentes confeccionados com materiais endurecidos, forjados ou soldados, ferrosos ou não, com benefícios que incluem ainda uma significativa redução de peso do componente e excelente resistência ao desgaste e à fadiga.

Com seus registros iniciais de utilização comercial datados do início da década de 70, foi nas últimas décadas que os ADI ganharam mais espaço nas mais diversas aplicações industriais, destacando-se as relacionadas ao segmento automotivo, que continuamente dispende esforços e recursos na busca por materiais mais leves e que proporcionem maior eficiência energética, como por exemplo na produção de virabrequins, engrenagens, cubos de roda, componentes de suspensão, entre outros.

Para se entender os motivos pelos quais esses materiais apresentam as características percebidas devemos olhar com mais atenção para sua morfologia microestrutural. Ao contrário do que se normalmente observa em materiais submetidos ao tratamento de austêmpera, onde uma microestrutura majoritariamente bainítica é evidenciada, nos materiais ADI observa-se uma microestrutura denominada ausferrita, composta essencialmente de ferrita acicular e de austenita estabilizada com alto carbono, além dos sempre presentes nódulos de grafita.

Considerando o atendimento a premissas relacionadas ao processo de produção do fundido bruto envolvendo a minimização de defeitos na matriz, um grau mínimo de nodularização e a dispersão dos nódulos de grafita, a ausferrita pode ser obtida em um intervalo de tempo específico denominado janela de processo, dentro do patamar isotérmico da austêmpera, conforme podemos observar na figura 1.

Figura 1 – Estágios da austêmpera

De uma forma básica, podemos descrever o tratamento de austêmpera representado na figura 1 da seguinte maneira:

Estágio 1 – Aquecimento e manutenção do material em temperatura de austenitização até a completa homogeneização, normalmente entre 830º e 950ºC.

Estágio 2 – Resfriamento rápido, usualmente realizado em banhos de sais fundidos, de forma a evitar a decomposição da austenita em perlita, até uma temperatura acima da temperatura de início da transformação martensítica.

Estágio 3 – Manutenção em temperatura de austêmpera, normalmente entre 230ºC e 400ºC. Esse estágio se divide em duas etapas, sendo que a primeira consiste na nucleação de plaquetas de ferrita acicular nas interfaces grafita/austenita e nos contornos de grão, separadas por camadas de austenita estabilizada com o carbono fornecido pela ferrita, e a segunda onde ocorre a decomposição da austenita enriquecida em ferrita acicular e carbonetos, estrutura essa denominada bainita. Segue-se ao fim com um resfriamento ao ar.

A tão desejada microestrutura ausferrítica, responsável por conferir aos ferros fundidos nodulares as propriedades físicas singulares, é formada em um intervalo de tempo localizado no Estágio 3, entre o fim da etapa 1 – Nucleação de plaquetas ferríticas e o início da etapa 2 – Início da formação da bainita.

É imprescindível ressaltar que o sucesso na realização de qualquer tratamento isotérmico de um componente depende, entre algumas premissas, do uso de tecnologias que permitam que a troca de calor necessária entre os componentes e o meio seja realizada da maneira mais eficiente possível, historicamente alcançada pelo uso de sais fundidos como meios de aquecimento e/ou resfriamento.

Autor: Eng. Maurício Cesar Dalzochio – (HEF Durferrit – hef-durferrit.com.br/)

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Cada empresa adota softwares dedicados e desenvolve procedimentos internos específicos para a realização do modelamento das ferramentas de estampagem. Porém, mesmo com profissionais experientes, devido à complexidade de muitas superfícies o modelamento de uma ferramenta de repuxo pode consumir um tempo considerável do projeto de um ferramental. Com o intuito de ganhar tempo no modelamento foi desenvolvido um software CAD “genérico”.

Este software é uma poderosa ferramenta de modelamento 3D desenvolvida levando em conta os conceitos de manufatura, na qual é possível modelar o ferramental com suas operações principais e secundárias, realizar o modelamento do quebra-rugas, compensar as superfícies das ferramentas e preparar a superfície CAD para a usinagem, sendo todas essas funções executadas dentro do ambiente do CATIA V5/V6.

É importante ressaltar ainda que a qualidade das superfícies é de extrema importância para facilitar o processo de usinagem das ferramentas geradas.

O software é dedicado a gerar, de maneira sistemática e padronizada, as matrizes para conformação de chapas e as superfícies de ferramentas das operações secundárias. Com um arquivo padronizado e vertical é possível descrever de maneira intuitiva e lógica a ordem de modelamento, com as funções pré-existentes e conectadas.

Figura 2 – Padronização Vertical – Link entre Features

A partir de um processo padronizado se torna mais fácil a realização de eventuais alterações no conceito da superfície do ferramental caso haja grandes problemas durante a

atualização da forma. Em outros softwares CAD essa alteração muitas vezes se torna inviável, levando à necessidade do usuário reiniciar um novo modelamento a partir do zero.

De acordo com um relato do usuário Allan A. de Moura, Diretor de Engenharia, de Projetos e Simulação do escritório de projetos Vtron: “As modificações do modelo de repuxo e distribuições de cortes ocorrem com frequência durante a fase de verificação da simulação e validação de Plano de Métodos junto ao cliente. O modulo mencionado nos auxiliou justamente nesse quesito. As alterações de formas e linhas de corte dentro da estrutura do software são incrivelmente interativas e conexas, fazendo com que o tempo criativo não seja desperdiçado com reconstruções de features perdidas.”

Essa padronização permite e ajuda o usuário a criar as ferramentas de cortes de forma mais simples e clara a partir de comandos existentes dentro do software. O usuário pode criar cortes e furos conseguindo editar parâmetros como o comprimento e a extensão das linhas de corte. Características como a geometria do alívio de corte também podem ser editadas. Existem ainda ferramentas Editors, que permitem criar esses cortes de forma conjunta levando em consideração a direção de corte. Dentro dos próprios Editors é possível encontrar ferramentas de análises que permitem verificar se os ângulos de corte se encontram favoráveis quando se utiliza o sentido estabelecido.

Figura 3 – Geração de Facas de corte – Separação das Superfícies das Ferramentas

Ainda em se tratando de operações secundárias é possível preparar suas superfícies de cópia, isto é, as que serão enviados aos programas de CAM para realizar a programação da

usinagem. Utilizando uma das ferramentas disponíveis é possível criar as áreas de alívio que existirão na ferramenta assim como as regiões que farão contato com a chapa próximas às linhas de corte.

Figura 4 – Alívios nas Ferramentas Secundárias

Além das ferramentas citadas acima existem ainda outras utilizadas para a preparação de superfícies, como ferramentas para aliviar raios nas quais o usuário consegue atribuir os parâmetros desejados e o próprio software encontra os raios dentro do intervalo especificado e aplica o alívio conforme definido pelo usuário.

Tento em mão todos esses recursos para a geração e preparação das superfícies para cópia é ainda necessário levar em consideração a qualidade das superfícies geradas. Pensando nisso foi desenvolvida a possibilidade de aplicar a compensação das superfícies dentro do próprio software, levando em consideração os campos de vetores gerados em softwares de simulação. Com este recurso as superfícies compensadas apresentam uma melhor qualidade e em muitos casos sequer é necessário o retrabalho destas superfícies em softwares dedicados especificamente ao seu alisamento.

Quando a compensação é realizada em softwares de simulação a deformação aplicada à geometria pode ocasionar defeitos superficiais na ferramenta, que podem ser passados para a peça final. Com a utilização da compensação no módulo mencionado, usando uma nuvem de pontos como referência para a modificação da geometria, quando bem aplicada por um usuário treinado pode gerar uma superfície de qualidade já adequada para cópia.

De acordo com o usuário Allan, já citado anteriormente: “O recurso de compensação de superfícies através da importação de uma nuvem de pontos facilita e adianta o processo de finalização de superfícies para usinagem, criando uma geometria coesa e sem falhas. O software, com certeza, é um recurso que viabiliza o processo de criação do projetista. ”

Uma grande autopeça de nosso seguimento tem como objetivo atual evoluir a assertividade de resultados dimensionais com processos mais robustos avaliados utilizando-se o módulo Sigma do software AutoForm (destinado ao aperfeiçoamento do processo de estampagem sistematicamente para a obtenção de processos de manufatura consistente), e obter qualidade de superfícies das compensações de springback através do software de modelamento, onde o Técnico de Superfície e Simulação, Leonardo Fernandes Dompieri realiza trabalhos como o do exemplo abaixo:

Figura 5 – Região a ser Compensada

Primeiramente foi aplicada no software de simulação uma torção para a correção da operação de repuxo de uma região superior (Classe A). Após os loops de correção o campo de vetores gerados pelo software de simulação foi exportado para ser utilizado no modulo mencionado.

Figura 6 – Campo de Vetores

O usuário aplicou a compensação diretamente na superfície nominal do ferramental para conseguir a torção desejada. Após a análise da superfície resultante, utilizando as ferramentas de análise do próprio software, a qualidade da geometria modificada foi aprovada e enviada para iniciar a cópia, conforme citação do usuário Leonardo, já mencionado anteriormente: “Com os novos recursos do software conseguimos atingir o nível aceitável de qualidade de superfície para classe A. Acreditamos que nós próximos trabalhos conseguiremos eliminar 100% o serviço de alisamento”.

Figura 7 – Analise da Superfície Classe A

As empresas hoje em dia estão em busca de dois fatores para apresentar ótimos trabalhos, e esses pontos importantes são o tempo e a qualidade. Nesse momento o Process 𝐷𝑒𝑠𝑖𝑔𝑛𝑒𝑟𝑓𝑜𝑟𝐶𝐴𝑇𝐼𝐴 consegue entregar isso aos usuários e vem se consolidando no mercado como

uma ferramenta essencial na elaboração de projetos de ferramentais de estampo, dando o retorno do investimento com resultados mais rápidos e com uma ótima qualidade.

Adilson Calmona Dutra – Engenheiro Mecânica formado no Instituto Mauá de Tecnologia (IMT), membro da equipe técnica da AutoForm, atuando no suporte Técnico e com projetos de implementação da tecnologia. adilson.calmona@autoform.com.br

Colaboração:

Allan A. de Moura – Diretor de Engenharia, de Projetos e Simulação do Escritório de Projetos Vtron.
Leonardo Fernandes Dompieri – Técnico de Superfície e Simulação da Gestamp do Paraná.

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Óleos aromáticos envelhecem rapidamente, tendo uma pequena resistência à oxidação. Apesar das boas propriedades de molhamento, raramente são utilizados como óleos de têmpera. Os óleos naftênicos apresentam moderada estabilidade ao envelhecimento e uma melhor relação de viscosidade/temperatura em relação aos óleos aromáticos. Por outro lado os óleos parafínicos exibem propriedades de resfriamento menos favoráveis, porém, são mais resistentes à oxidação e mostram boa relação viscosidade/temperatura. Assim esses óleos altamente refinados formam a base necessária para muitas formulações de óleos de têmpera modernos.

Os óleos de têmpera são, geralmente, classificados por sua velocidade de resfriamento, viscosidade e temperatura de uso. Os três principais tipos de óleos de tempera são:

· Óleos convencionais (não acelerados) ou óleos frios;
· Óleos acelerados;
· Óleos de martêmpera ou quentes.

Os óleos de têmpera convencionais contém aditivos para reduzir a oxidação térmica sem nenhuma função de aumentar a taxa de resfriamento.

Os óleos de tempera acelerados geralmente contém mais de um aditivo, inibidores de oxidação e aditivos para aumentar a molhabilidade peça/óleo. Podem ser adicionados na fase vapor, convecção ou ambas com o objetivo de tornar o óleo mais rápido. Na fase vapor o aditivo reduz o tempo de duração da mesma aumentando a severidade de têmpera.

Nos últimos anos, porém, foram desenvolvidos óleos chamados de alto rendimento com qualidades superior aos óleos acelerados, contendo outros aditivos, tais como: inibidores de oxidação, detergentes, inibidores de borra, antiespumantes, dispersantes e aditivo acelerador na fase vapor. Evita-se adicionar aditivo acelerador na fase convecção em virtude de favorecer o empenamento e trincas.

Na prática quando são utilizados óleos convencionais (lentos) ou rápidos, o banho é aquecido entre 50 a 90°C, com o objetivo de diminuir a viscosidade, facilitar a agitação e reduzir as perdas por arraste. No caso dos óleos rápidos, exceder a 90°C, o mesmo tende a perder lentamente o aditivo acelerador.

Os óleos de martêmpera, ou óleos quentes, são usados em temperaturas entre 120 e 230°C. O tratamento de martêmpera é usado para diminuir os gradientes térmicos entre a superfície e o núcleo das peças. Esses gradientes criam tensões internas que por sua vez são fontes geradoras de distorções e trincas.

Geralmente são formulados a partir de óleos minerais refinados de base parafínica otimizando a oxidação e estabilidade térmica.

As propriedades mais importantes deste óleo são o alto ponto de fulgor, a baixa volatilidade, boa resistência à oxidação e boa estabilidade térmica. A perda por arraste desse tipo de óleo é drasticamente diminuída quando o mesmo é formulado com antioxidantes eficientes. Aditivos aceleradores não são indicados para esse tipo de óleo uma vez que contém, uma pequena fase vapor dificultando o efeito do aditivo e na fase de convecção acelera a mesma de modo a contrariar os princípios da martêmpera que é aproximar as curvas de resfriamento superfície e núcleo da peça.

Levando-se em consideração o envelhecimento do banho de óleo, incluem a decomposição térmica de hidrocarbonetos pesados em compostos mais voláteis ou gasosos e a oxidação de alguns compostos. Os produtos de oxidação sofrem uma polimerização que resulta num aumento considerável da viscosidade do óleo. Os hidrocarbonetos oxidados são instáveis e acabam por conduzir a formação de borra que se depositam nas paredes dos tanques de têmpera e dos tubos, entupindo os trocadores de calor e filtros. Nestas condições, é provável que o processo de tempera não se processe de forma uniforme.

Medindo a viscosidade, acidez e o ponto de fulgor de um óleo que já está em uso há algum tempo, o grau do seu envelhecimento pode ser determinado. É bem conhecido que um aumento da viscosidade, acidez ponto de fulgor indicam um aumento da oxidação do óleo, uma diminuição da viscosidade e uma diminuição do ponto de fulgor indica decomposição química (degradação), e um aumento da viscosidade que ocorre em conjunto com uma diminuição do ponto de fulgor, indica que o óleo foi submetido tanto a oxidação como a decomposição química.

A resistência à oxidação de um óleo pode ser tratada como um critério convencional para avaliar a sua vida útil, mas este parâmetro é de particular importância quando se analisam óleos a alta temperatura.

Além das propriedades discutidas o teor de água é muito importante, não deve exceder a 0,05%. A presença de água no óleo de têmpera aumenta gradativamente o potencial de incêndio ou mesmo o risco de explosão . Mesmo uma pequena quantidade (abaixo de 0,1%) pode produzir efeitos indesejável tais como: ponto mole, empenamento excessivo e trincas.

Uma situação muito perigosa ocorre quando um óleo contaminado com água é utilizado em equipamento fechado onde o espaço acima do óleo é preenchido com uma atmosfera protetora. Neste caso, o oxigênio contido na atmosfera é isolado e a espuma gás-óleo pode facilmente entrar na câmara de aquecimento podendo resultar numa explosão. Um fator adicional que cria uma situação difícil de controlar é quando o óleo não pode ser observado e o operador não consegue notar os primeiros sintomas da formação de espuma.

Os sintomas típicos que indicam a presença de água num óleo são:
· A pulverização e o som característico (som de fritura);
· Espuma excessiva, especialmente quando a carga esta sendo resfriada;
· O fogo não se extingue mesmo depois da carga ter sido completamente submersa;
· O óleo torna-se turvo com aspecto leitoso.

Se tais sintomas ocorrerem, a operação deve ser interrompida e o óleo deve ser analisado quanto à contaminação da água.

A inflamabilidade dos óleos de têmpera é a sua principal desvantagem. Em regra geral, não é o óleo em si que se incendeia, mas, os seus vapores que juntamente com o oxigênio formam uma mistura inflamável. As principais causas da ignição dos vapores de óleo e do ar são:
· Sobreaquecimento do óleo quando a relação entre volume de óleo e Kg da carga é muito baixa;
· Sobreaquecimento do óleo nas laterais da carga quando o óleo esta mal agitado ou sua viscosidade é muito elevada ;
· As partes da peça não estão completamente submersas;
· A carga esta sendo imersa muito lentamente;
· A contaminação da agua excede o valor permitido;
· A carga é retirada do óleo por um tempo muito curto após a submersão.

A relação entre volume de óleo e quantidade em kg de carga deve ser de cerca de 10:1. Quando a agitação do óleo é constante e tipo turbulência (forte) à relação pode ser reduzida para 7:1.

Referência Bibliográfica:
Quenching Theory and Technology
Second Edition
Boidas Liscic
Hans M. Tensi
Lauralice C. F. Canale
George E. Totten

Autor: Ovidio Crnkovic (Com Doutorado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela UFRJ (1991), foi Prof.Doutor e Metalurgia na USP e atualmente é Consultor Técnico em Tratamento Térmico na Energis8 Brasil.)

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Do ponto de vista de ordem de importância na fabricação, podemos dizer que o processo de retificação, é o primeiro na escala, visto que na maioria das vezes, ele encerra o processo de fabricação, determinando assim, o resultado dos trabalhos quanto à precisão dimensional/geométrica e qualidade superficial das peças retificadas. Também é ele, que representa o maior percentual dos custos totais na fabricação, sendo então de suma importância, a determinação de um processo econômico e com índice de capabilidade (Cp e Cpk) próximo de 1,63.

Nesse nosso primeiro WP, iremos abordar, o que chamamos de “ponto de equilíbrio”, na obtenção da qualidade geométrica das peças retificadas em centerless, ou seja, a circularidade e a cilindricidade, em especial, quando falamos em tolerâncias 1 µm.

Exatamente! … esse nosso “ponto de equilíbrio” é a altura do centro da peça (AP dada em mm), em relação aos centros dos rebolos de corte e arraste.

E como isso funciona?

Figura 2 – Altura da Peça – AP

Como podemos notar, esse é o único processo de retificação cilíndrica, onde a peça não gira contra o rebolo de corte, mas sim em sentido concordante, ou seja, temos o rebolo de arraste, cuja função é fazer a peça girar nesse sentido e, exatamente na velocidade (m/min) que o mesmo desenvolve.

É interessante lembrar, que o rebolo de arraste, por trabalhar como um redutor, faz com que a peça gire “freiada”, não permitindo que a mesma, seja arrastada pelo rebolo de corte, o que seria um desastre.

Mas voltando ao “ponto de equilíbrio”, notem que a altura da peça acima da linha de centro dos rebolos, gera um ângulo (γ gamma), o qual chamamos ângulo de tangente e, que é responsável pela estabilidade da peça entre os rebolos, ou seja, a peça precisa girar “presa”, enquanto está sendo retificada, para não ser “expulsa” pelo rebolo de arraste, mas também, não poderá ser “pressionada” na superfície da régua de apôio pelo rebolo de corte, pois nessa ocorrência, fatalmente teremos os desvios na circularidade e a piora no acabamento dessa peça, motivado pelo atrito e o desgaste da régua de apôio, e que também dará origem à já famosa canaleta.

Muito se tem discutido a respeito dessa canaleta, mas será mesmo, que é positivo a peça “gerar” o seu caminho, pelo desgaste da régua? Muitos acham que sim, mas nós afirmamos com convicção e conhecimento de causa:

Diga não à canaleta e sim à régua de apôio espelhada, que será o assunto que trataremos no próximo WP.

Precisamos determinar então, um ângulo de tangente ideal, que possa permitir uma boa remoção de material, com o mínimo de pressão de corte na retificação. Esse ângulo de tangente, está compreendido entre 7° e 8°.

Infelizmente, posso afirmar que a maioria das retificadoras centerless, não possuem um sistema eficiente e confiável, para o ajuste preciso desse importantíssimo parâmetro, exigindo de cada preparador da máquina, uma dose aumentada de paciência e perseverança, na busca por meio de tentativas, do ajuste “ideal” para essa altura! E pior, essa opção sempre será de um ajuste de altura para menos, baseado no receio e/ou no histórico de alguma ocorrência de expulsão da peça, pelo rebolo de arraste, o que também poderá ocasionar um acidente grave.

Como especialista nessa área, com um rol de mais de 4.500 treinandos, em mais de 100 empresas no Brasil e no exterior, me incomodei muito com os aspectos de segurança nos processos de retificação, em especial a centerless, que comporta rebolos pesados e de grande porte e, finalmente, acabei por desenvolver alguns dispositivos para essa operação, e dentre esses, um sistema mecânico/manual, para o ajuste rápido e preciso para a Altura da Peça, que além de promover a confiabilidade desse ajuste, permite que essa operação se realize com toda segurança e com a menor pressão de corte possível, durante a retificação, proporcionando resultados surpreendentes, como mostra os gráficos comparativos, da circularidade, figuras 4 e 5, em um processo de retificação de pino de biela figura 3 em centerless de passagem, com 3 máquinas interligadas, sendo: pré-desbaste / desbaste / pré-acabamento.

O acabamento seria dado em uma quarta máquina, com exigência de rugosidade Ra 0,05 µm e circularidade / cilindricidade 1,5 µm. Há que se notar, era necessário se dar várias passadas, até se conseguir o resultado desejado.

Figura 3 – Pino de Biela

Figura 4 – Processo anterior com a dificuldade do ajuste preciso da Altura da Peça – AP

Figura 5 – Processo otimizado com parâmetros e ajuste preciso da Altura da Peça – AP

CenterAlt-7G é a denominação de nosso altímetro, cujo lançamento se daria na FEIMEC 2020, mas que infelizmente não ocorreu, em função da Covid 19, mas tão logo seja possível, estaremos apresentando esse equipamento em nossos cursos, a todos os usuários de retificação centerless.

Autor: Angelo Valdir Lanza (Consultor Especialista)

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Tal Cliente, uma renomada empresa mineira com mais de 6 décadas de atuação, é fabricante de tubos em aço carbono com costura, padrões e postes de entrada, andaimes, ferragens eletrotécnicas e demais soluções tubulares, sendo referência nos segmentos de Construção Civil, Distribuição de Energia e Siderúrgico.

Para a execução dos trabalhos, foram realizados dois meses de testes na Conformadora de Tubos e Perfis da Marca Zikeli, equipamento com tanque de capacidade de 15.000 litros de óleo solúvel para conformação, com o objetivo de obter redução dos custos do processo, diminuição do consumo de emulsão (óleo e água), menor uso de produtos de manutenção (correção da emulsão), melhoria de performance da emulsão e operação, diminuição da oxidação dos produtos acabados e descarte Zero.

Com a verificação da situação, diversas atividades de melhorias puderam-se notar, dentre as quais se destacam:
• implantação do Sistema de Abastecimento Autônomo (esquema representado acima)
• manutenção dos níveis de concentração e PH acima de 8,5
• cronograma programado de limpeza e inspeções “in loco” para funcionamento com confiabilidade da emulsão
• eliminação das áreas de contaminação, além de rígido controle e inspeção de Sistema de Vazamento de óleos contaminantes (Tramp Oil)
• checagem da qualidade da água, bem como eliminar despejo de desengraxantes de chão que possam contaminar o banho
• sugestões de melhoria na filtrabilidade e aeração do banho• adaptação de Skimmer com o objetivo de retirar os óleos contaminantes

Após a Análise de Resultados e Laudo Técnico do Cliente, a utilização do ALL PM 20 da ALL Lubrificantes foi aprovada com louvor, bem como todos os acompanhamentos técnicos propostos .

Segundo os responsáveis técnicos da empresa, “o produto de teste atendeu todas as especificações técnicas e comerciais, apresentando ótima performance durante o uso no equipamento de conformação de tubos, com lubricidade adequada, emulsão estável, biorresistente e com boa proteção”.

Para o gerente técnico e comercial da ALL Lubrificantes, Haroldo Mol , vale ressaltar que “a performance do produto, aliada à qualidade do trabalho operacional na relação homem-máquina, traz ganhos econômicos consideráveis com a redução de custos operacionais e menor tempo de paradas de máquinas para manutenção”. Já Vinícius Braga, representante técnico-comercial da empresa, reitera: “estamos abertos a novos desafios visando sempre a satisfação do cliente. A parceria da ALL não é apenas com a performance dos equipamentos, mas também com a plena satisfação do cliente nos serviços e atendimento oferecidos”.

A parceria e compromisso do Cliente e da All Lubrificantes, duas empresas de capital 100% nacional, demonstram a capacidade e qualidade do trabalho das empresas brasileiras diante de cenários difíceis. Juntas, comprovam a capacidade do Brasil e de seu povo na superação das adversidades em busca de excelentes soluções para o desenvolvimento e prosperidade da Pátria Verde-Amarela.

O propósito da ALL Lubrificantes é Facilitar Processos, com confiabilidade e disponibilidade dos equipamentos para produzir com alta performanc

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Introdução

O tratamento térmico na indústria automotiva evoluiu tremendamente nos últimos 20 anos. Desde os dinossáuricos fornos contínuos tipo pusher de ontem até a cementação a baixa pressão (LPC – Low Pressure Carburizing) e a têmpera a gás sob alta pressão de hoje,
atualmente estamos embarcando em novos conceitos, não apenas com processamento em linha, mas também com carregamento automatizado de peças únicas e a granel em pequenos lotes. Agora, o equipamento moderno de tratamento térmico está sendo dimensionado para caber em linhas de fluxo de peça única com pequenos lotes e alinhado com os centros de pré e pós-usinagem. Este artigo examinará a integração do tratamento térmico para células de usinagem em linha e as influências para o cliente em fornecer um sistema de qualidade geral. Esses detalhes serão comparados ao tratamento térmico em lotes ou em lotes contínuos, como é comumente conhecido na indústria automotiva.

Nos últimos 20 anos, a cementação a vácuo de baixa pressão (LPC) foi comprovada como a opção para a cementação de peças de alta produção em uma variedade de mercados em todo o mundo. É o processo de escolha para muita alta fadiga e baixa distorção de peças, portanto, pode ser usado em conjunto com resfriamento em óleo sob vácuo (VOQ – Vacuum Oil Quenching) e, na maioria dos casos, com o resfriamento sob alta pressão a gás (HPGQ – High Pressure Gas Quenching). As vantagens desse processo incluem o fato de que o equipamento é mais fácil de manter, é flexível e independente da intervenção do operador do que a cementação em atmosfera tradicional. Além disso, a redução de efluentes do processo é significativamente reduzida. Um benefício vantajoso desse processo é que o forno é usado mais ao longo das linhas de células de usinagem que comumente foi reservada para o tratamento térmico por indução no passado. Com os benefícios adicionais do LPC, a importância da resistência e da fadiga aumentou além dos recursos anteriores do processo; por isso o processamento em linha de LPC foi considerado com mais frequência.

O rápido desligamento / resfriamento (5-6 horas) de um sistema de vácuo é uma vantagem significativa em comparação com a complicada demora de dias de resfriamento de um sistema com atmosfera. Simplesmente desligar um dia por semana devido à manutenção programada, sem a necessidade de supervisão ou uso de utilitários adicionais necessários para a ociosidade
durante o tempo de inatividade, também é altamente desejável. Outras facetas do equipamento e do processo permitiram que o forno a vácuo fosse mais propício à fabricação de alta produção. Isso inclui a facilidade da receita, a repetibilidade do processo e a
flexibilidade de processamento de carga a carga em um ambiente de fluxo contínuo. Esses benefícios adicionais permitem o uso de “receitas” específicas para peças, permitindo alta produção através do sistema e assegurando requisitos metalúrgicos individuais.

A têmpera a gás de alta pressão (HPGQ) usada como uma célula de têmpera dedicada é frequentemente vinculada ao LPC por vários motivos. Algumas das razões mais importantes são:

• Proporcionar um ambiente mais limpo na planta
• Remover os tanques de têmpera de óleo e a necessidade de óleo no piso da fábrica
• Eliminar a necessidade de fossas no chão ou gerenciar a contenção de óleo
• Obter um ambiente mais seguro e ergonômico através da eliminação de chamas abertas e superfícies quentes
• Para obter um controle de distorção mais preciso de peças dimensionalmente críticas
• Reduzir ou eliminar as necessidades de usinagem pós-tratamento térmico
• Para eliminar o jateamento pós-tratamento térmico (para limpeza)
• Para eliminar a lavagem pós-tratamento térmico (para remoção do óleo de têmpera)
• Para eliminar a remoção de efluentes (lamas) da lavagem pós-tratamento térmico

A ECM Technologies fabrica sistemas LPC e HPGQ há mais de 25 anos e projetou um sistema inovador em linha, chamado NANO. O nome NANO é apropriado em termos de design de equipamento, pois o tamanho da carga é menor que as cargas tradicionais e o equipamento físico é mais compacto do que os fornos mais usados atualmente. O sistema também foi projetado tendo em mente a manutenção e capacidade de expansão. A premissa do projeto é poder processar cargas tão rapidamente quanto 7,5 minutos por carga. O sistema é modular em capacidade de produção, com crescimento de 3 para 6 células de aquecimento, que podem
ser fornecidas. O sistema está pronto para um baixo número de cargas, com necessidades flexíveis para diferentes requisitos de peças ou pode ser maximizado para fornecer rendimento para as necessidades modernas de produção de alta demanda. O NANO consiste
em quatro módulos básicos, o módulo de aquecimento (normalmente 2), o módulo de transferência e o módulo de têmpera a gás de alta pressão. O módulo de têmpera a gás usa um sistema de resfriamento a gás de 20 bar. Com um tamanho de câmara menor e a capacidade de resfriar a 20 bar, os materiais que não podiam ser resfriados com gás agora são aplicáveis à resfriamento de gás. Essa possibilidade de têmpera a gás abrirá essa tecnologia para mais aplicações que eram limitadas no passado por requisitos de dureza de núcleo e superfície.

Usando o NANO como base do equipamento de tratamento térmico, a automação completa o sistema geral de fluxo de peça única para fornecer um verdadeiro tratamento térmico em linha. As peças podem ser apresentadas ao sistema a granel ou em bandejas de peça única. Essas peças podem ser carregadas e virtualmente rastreadas usando sistemas de visão.

O equipamento acomoda um tamanho de carga de trabalho de 600 mm de largura x 500 mm de profundidade x 250 mm de altura (24”x 20” x 10”). As peças da carga de trabalho podem ser processadas em dispositivos metálicos de carga típicos do setor ou, mais preferencialmente, em dispositivos de CFC. O objetivo de projetar o sistema, além de melhor acessibilidade à manutenção e aumento gradual da produção, é baixa distorção e fluxo de produção em linha.

Ao processar cargas com menos peças de trabalho, a uniformidade e a distorção das peças são idênticas de peça para peça, pois os elementos de aquecimento “3D” ou de 3 lados aquecem as peças de maneira uniforme e homogênea. Esses elementos foram projetados para não ceder sobre às peças e fornecer folga adequada para a carregadeira automatizada realizar
transferências precisas dentro do sistema.

Automação e Integração

O sistema NANO foi projetado para carregamento manual ou automatizado. O carregamento manual pode ser tão simples quanto o carregamento manual de dispositivos ou cestas básicas e o carregamento manual através do NANO e processos subsequentes. O carregamento automatizado pode ser de uma plataforma simples de robô que carrega peça a peça de um único fluxo de peças em um pequeno dispositivo de carga até o manuseio de muitas peças em uma carga a granel. O robô pode lidar com todas as funções da instalação, desde o carregamento de peças únicas no equipamento até a colocação das cargas no forno e, em seguida, tratamento criogênico, revenimento e, eventualmente, o retorno a um fluxo de peça única. O sistema também é capaz de verificar a dureza da superfície e registrar os dados a serem mantidos no relatório de carga. Essa integração total pode permitir uma pegada menor
e menos mão de obra na área de tratamento térmico.

Além disso, a automação pode lidar com pequenas peças típicas carregadas a granel. Algumas dessas peças são tradicionalmente processadas usando fornos esteira, mas agora podem ser processadas pelo sistema em linha do forno a vácuo NANO. As cargas a granel são carregadas em bandejas de CFC tipo cesto e podem ser pesadas e processadas conforme necessário para garantir a qualidade de cada carga.

O tratamento térmico em linha não é apenas para produtos cementados, pode ser para endurecimento, brasagem, recozimento e integrado a pós-tratamentos, como operações criogênicas e de revenimento complexas. Isso permite que o NANO se encaixe em vários mercados para muitos tipos diferentes de tratamentos térmicos, não apenas peças de aço, mas também para processos especiais de tratamento térmico.

Os layouts de equipamentos são normalmente desenvolvidos para acomodar aplicações específicas. Eles podem ser tão simples quanto uma estação de carregamento manual para um robô carregando peças de fluxo de peça única em dispositivos de carga menores ou carregando peças a granel em cestas para processamento.

Recursos de Manutenção

Processamento em linha, bem como o processamento em massa, juntamente com a automação para carregar e descarregar a produção de peças únicas, não são os únicos itens essenciais no design do NANO. A manutenção e a operação também estavam no alto da lista de critérios. Recursos de manutenção, como facilidade de acesso, são importantes no equipamento de produção, mas principalmente no tratamento térmico. Com tamanhos e equipamentos de carga menores, o resfriamento é significativamente mais rápido, resultante das zonas de aquecimento menores, resfriadas a água. Uma vez resfriado e liberado à pressão atmosférica, o sistema pode ser aberto através da porta de acesso de manutenção de abertura total para um fácil serviço interno. Isso é raro; porque todos os mecanismos que requerem controle e revisão rápida estão localizados no exterior do sistema e fora da câmara de vácuo.

Isso facilita o acesso a todos os principais componentes e reduz a necessidade de interromper ou parar a produção. Além disso, para o trabalho na zona quente, cada módulo de aquecimento pode ser deslocado para longe do módulo de transferência central para permitir fácil acesso a todas as zonas quentes desse módulo. Isso permite fácil acesso aberto sem o impedimento de espaços confinados.

Avaliação de Distorção

Usando como exemplo uma engrenagem diferencial, monitoramos duas características geralmente solicitadas para esse tipo de engrenagem e tabulamos os resultados. Essa avaliação foi feita usando uma carga diária atual que será ilustrada como um lote grande (FLEX) e os processados no NANO serão um lote pequeno (NANO). As duas características que mais influenciam: (1) Cilindricidade (circularidade) do diâmetro externo e a passagem entre o mesmo diâmetro (2) planicidade da “face posterior” dos dentes da
engrenagem.

A planicidade da face posterior  mostra uma maior variação através do lote grande, com uma distância maior do nitrogênio usado na têmpera na faixa de 11,9 µm. Para os resultados de pequenos lotes, o intervalo de distorção do nivelamento da face posterior foi
limitado a apenas 1,2 µm. Esse resultado uniforme é diretamente conectado à têmpera uniforme na carga menor. Isso permite que as peças sejam processadas mais perto das dimensões reais usinadas (near net shape), além de serem manuseadas com base na produção em linha.

A análise de desvio mostra uma uniformidade para o lote pequeno com uma propagação de apenas 3,2 µm na carga. No lote grande, você verá uma faixa mais ampla de uniformidade de distorção usando a têmpera de nitrogênio de 10 bar com uma dispersão de 24 µm. Isso provavelmente ocorre devido às camadas inferiores estarem mais afastadas do fluxo descendente vertical de gás através da carga. Esses resultados são extraordinários para uma carga em tamanho normal.

Conclusões

O processamento em linha agora pode ser um objetivo comum no layout de instalações futuras. Na prática, é um aspecto crescente do mundo do tratamento térmico. Com o novo sistema de forno a vácuo NANO e opções de automação, é possível obter melhor qualidade de peça para peça, além de melhor controle dos parâmetros e resultados metalúrgicos. No geral, a racionalização do tratamento térmico nas células de produção em toda a instalação permite um melhor fluxo de peças e produtos de dimensionamento ideal para a obtenção de requisitos específicos de produtividade.

Referências

[1] Beauchesne, D., “FNA2016 – LPC with OIL & GAS Quenching” (2016)
[2] Esteve, V. & Lelong, V., “LPC – What Does it Mean to Metallurgy” (ASM-Mexico 2016)
[3] Welch, A. & Lelong, V., “How it’s done and Why: Transitioning Parts from Atmosphere Carburizing toLow Pressure Vacuum Carburizing” (HT 2015)

Autor: Dennis Beauchesne é o gerente geral da ECM USA e traz experiência de instalação de mais de 200 células de cementação a vácuo com resfriamento a gás e resfriamento a alta pressão. Ele trabalhou na indústria de equipamentos de transferência térmica por quase 30 anos, 18 dos quais estão na ECM USA. Email: dennisbeauchesne@ecm-usa.com

A ECM é representada no Brasil por Industrial Heating Equipamentos e Componentes Ltda www.industrialheating.com.br
Contato: Ralph ralph@industrialheating.com.br

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