MECANICA

Têmpera

É o tratamento térmico aplicado aos aços com porcentagem igual ou maior do que 0,4% de carbono.

O efeito principal da têmpera num aço é o aumento de dureza.

Fases da têmpera

1ª Fase:

– Aquecimento; a peça é aquecida em forno ou forja, até uma temperatura recomendada. (Por volta de 800ºC para os aços ao carbono).

2ª Fase:

– Manutenção da temperatura; atingida a temperatura desejada esta deve ser mantida por algum tempo a fim de uniformizar o aquecimento em toda a peça.

3ª Fase:

– Resfriamento; a peça uniformemente aquecida na temperatura desejada é resfriada em água, óleo ou jato de ar.

Têmpera Superficial

O endurecimento superficial dos aços, em grande número de aplicações de peças de máquinas, é, frequentemente, mais conveniente que seu endurecimento total pela têmpera normal, visto que, nessas aplicações objetiva-se apenas a criação de uma superfície dura e de grande resistência ao desgaste e à abrasão.

O endurecimento superficial pode ser produzido por vários métodos, a saber:

a) Tratamento mecânico da superfície mediante o qual se obtém uma superfície encruada, com resistência e dureza crescente, em função da sua intensidade;

b) Tratamento químico da superfície do aço, mediante métodos como cromeação dura, siliconização e outros;

c)tratamentos termoquímicos, tais como cementação, nitretação e carbonitretação ;

d)têmpera superficial .

Os tratamentos a e b não possuem nada em comum com os tratamentos térmicos, motivo pelo qual não serão abordados na presente obra.

A têmpera superficial consiste em produzir-se uma têmpera localizada apenas na superfície das peças de aço, que assim adquirirá as propriedades e característicos típicos da estrutura martensítica . Vários são os motivos que determinam a preferência do endurecimento superficial em relação ao endurecimento total:

- dificuldade, sob os pontos de vista prático e econômico, de tratar-se de peças de grandes dimensões nos fornos de tratamento térmico convencional;

- possibilidade de endurecer-se apenas na áreas críticas de determinadas peças, como por exemplo, dentes de grandes engrenagens, guias de máquinas operatrizes, grandes cilindros, etc.;

- e vários outros motivos.

Por outro lado, as propriedades resultantes da têmpera superficial são:

- superfícies de alta dureza e resistência ao desgaste;

- boa resistência à fadiga por dobramento,

- boa capacidade para resistir cargas de contato;

- resistência satisfatória ao empenamento.

Algumas recomendações são necessárias para obtenção dos melhores resultados:

- procurar obter camadas endurecidas pouco profundas; de fato, profundidades maiores, desnecessárias podem provocar o empenamento ou fissuras de têmpera ou desenvolver tensões residuais excessivamente altas, sob a camada endurecida;

- levar em conta que a espessura da camada endurecida depende de cada caso específico, tendo em vista as resistências ao desgaste eà fadiga desejada, a carga de serviço das peças, as dimensões destas e, inclusive o equipamento disponível; como exemplo deve-se lembrar de que se a camada endurecida corresponder a uma fração significativa da espessura da peça pode resultar tensões residuais de compressão de pequeno valor nessa camada endurecida, de modo a ter-se melhora insignificante na resistência à fadiga.

As temperaturas de aquecimento devem proporcionar a autenitização do aço, pois somente assim obtém-se no resfriamento posterior a martensita.

Têmpera por chama

Neste processo aquece-se rapidamente, acima da temperatura crítica, a superfície a ser endurecida, por intermédio de uma chama de oxiacetileno, seguindo-se um jato de água, em forma de borrifo, de modo a produzir uma camada endurecida até a profundidade desejada.

Existem inúmeros dispositivos utilizados na operação. No caso mais simples de formas cilíndricas, leva-se a efeito o tratamento mediante a utilização de um dispositivo semelhante ao torno, entre as pontas do qual é colocada à peça, sendo a tocha de oxiacetileno e o bocal de água colocado no carro do torno.

A peça gira a uma velocidade periférica determinada, ao mesmo que a tocha, dimensionada de modo a abranger a área que se deseja endurecer, aquece sucessivamente a superfície, seguindo-se imediatamente o resfriamento pela água.

Com esta disposição, há probabilidade de se formarem faixas mais moles com alguns milímetros de largura. Para evitar esse inconveniente, prefere-se aquecer a superfície com uma tocha de chama múltipla e formar anular, que se movimenta ao longo de peça girando rapidamente. O bocal de resfriamento apresenta também uma forma anular. A espessura da camada endurecida pode variar desde apenas uma casca superficial até cerca de 10 mm.

O dispositivo descrito, adaptado em máquina do tipo de um torno, dá uma ideia da maneira de realizar-se a têmpera superficial por chama.

Além desses, o método mais simples é o chamado estacionário, em que se aquecem apenas localmente áreas selecionadas da peça, com subsequente resfriamento, ou por borrifo ou até mesmo por imersão.

Este método mais simples, porque não exige equipamento elaborado, além evidentemente do dispositivo de chama e, eventualmente, dispositivo de fixação e de controle do tempo para permitir um aquecimento mais uniforme.

As velocidades de aquecimento por chamas de oxiacetileno variam de 5 a 30 cm/minutos e, normalmente, o meio de resfriamento é água à temperatura ambiente, ou eventualmente quando se deseja uma têmpera menos severa, ar.

O método “giratório” é empregado em peças de secção circular ao semicircular, tais como rodas, cames e pequenas engrenagens na sua forma mais simples utiliza-se um mecanismo para girar a peça num plano horizontal ou vertical, ficando sua superfície sujeita à ação da chama.

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