Desgaste em Alta Temperatura – Como Prevenir?

Altíssima resistência à abrasão e à erosão são, geralmente, os motivos pelos quais a indústria tem buscado os processos Durborid® (boretação em meio sólido) para componentes e ferramentas das mais diversas aplicações e segmentos. Isso se deve em função da alta dureza da camada (da ordem de 1500HV ou mais, dependendo do material base) e da morfologia de dente de serra, possibilitando uma alta adesão da camada boretada ao substrato.
Figura 1 – Morfologia de dentes de serra da camada boretada

Além das já mencionadas, uma outra propriedade das camadas boretadas vem ganhando notoriedade e se destacando como solução para um determinado tipo de aplicação: resistência em altas temperaturas. É natural que tratamentos superficiais sofram consideráveis reduções em suas propriedades quando expostos a temperaturas elevadas, e o mesmo ocorre com as superfícies boretadas. Porém, enquanto superfícies tratadas através de processos convencionais (nitretação, carbonitretação, cementação e tempera por indução) chegam a durezas próximas à do aço recozido quando expostas a temperaturas da ordem de 800°C, uma superfície boretada ainda sustenta durezas elevadas, na ordem de 800 a 1000HV (64 a 69HRC) nas mesmas condições.

Por este motivo, os tratamentos Durborid® vem sendo procurados para aplicações em ambientes de temperaturas elevadas, como, por exemplo, ferramentas para fabricação de produtos vítreos. O gráfico abaixo mostra um estudo de caso realizado pela HEF em um ferramental para conformação de garrafas de vidro, comparando a vida útil do ferramental utilizado normalmente versus o mesmo ferramental boretado.

O ótimo desempenho das camadas boretadas em alta temperatura se deve à alta estabilidade térmica dos boretos formados no substrato, que possuem elevado ponto de fusão (ponto eutético no diagrama Fe-B em 1174°C – outros boretos tem pontos de fusão ainda maiores), e à necessidade de altas temperaturas para que ocorra difusão significativa de Boro para o núcleo do material (tipicamente a partir de 850°C). Como consequência, a camada boretada é altamente estável mesmo em temperaturas elevadas, sendo capaz de proporcionar alto desempenho em condições de trabalho em que outros tratamentos superficiais teriam efeito mínimo ou mesmo nenhum efeito.

Por estes motivos, a tecnologia Durborid® é uma ótima escolha para aplicação em ferramentas de forjamento à quente, válvulas para fluídos em alta temperatura, bicos de queimadores de óleo, componentes de turbinas à vapor, poços de proteção para termopares, entre outros componentes e ferramentas que operem sob condições de temperaturas elevadas.

 

Atualizado em 05 Jul 2020