Este documento fornece informações sobre os processos e equipamentos de tratamento térmico oferecidos pela empresa Isoflama, incluindo fornos de têmpera e revenimento a vácuo, nitretação iônica por plasma, e laboratório metalográfico. O documento também discute a importância do tratamento térmico correto para melhorar a vida útil e produtividade de matrizes de injeção de alumínio.
1. Certificação ISO 9001:2000 desde 07/2007
www.isoflama.com.br
isoflama@isoflama.com.br
(*) Logo Isoflama: configuração cristalina da martensita “TCC”
João Carmo Vendramim
2. Isoflama – Indaiatuba,SP
Rua Alberto Guizo, 799 - Cep 13347-402 – F.019-3936.5121 – Cel. 019-9648.4552
Distrito Industrial João Narezzi – Indaiatuba, SP - Brasil
João Carmo Vendramim
3. Visão Geral dos Fornos Isoflama
Forno de Têmpera a Vácuo
com Pressão até 12 bar para Fornos de Revenimento a Vácuo
o resfriamento com gás
nitrogênio
João Carmo Vendramim
5. A partir de abril 2012, + 2 fornos
Forno de Revenimento a Vácuo – “Seco-
Warwick”, USA-Polônia
• Dimensões úteis: 600 x 600 x 900 mm
• Monitoramento eletrônico: 02
termopares de arraste (Superfície e
Núcleo)
Obs.: Atende as normas aeronáuticas internacionais
João Carmo Vendramim
6. A partir de abril 2012, + 2 fornos
Forno de Têmpera a Vácuo – “TAV”, Itália
• Dimensões úteis: 700 x 700 x 1050 mm;
• Capacidade: 1.400 kg
• Pressão de resfriamento max.: 15 bar
João Carmo Vendramim
7. A partir de abril 2012, + 2 fornos
Têmpera a Vácuo, 15 bar
TAV - Itália
Forno Revenimento a Vácuo
“Seco-Warwick” - Polônia
João Carmo Vendramim
8. Processos Térmicos Isoflama
• Têmpera a Vácuo;
• Revenimento a Vácuo;
• Alívio de Tensão a Vácuo;
• Solubilização de Ligas Inoxidáveis (Vácuo);
• Envelhecimento de Ligas Inoxidáveis (Vácuo);
• Nitretação Iônica por Plasma:
Nitretação Com, ou Sem, Camada Branca;
Nitrocarbonetação;
Oxinitrocarbonetação
João Carmo Vendramim
9. Nitretação Iônica por Plasma
• Tecnologia Plateg®
• Dimensões úteis: 900 x 1.600 mm
• Nitretação
• Nitrocarbonetação
• Oxinitrocarbonetação
• Nitretação Austenítica
• Possibilidade de realizar PACVD
João Carmo Vendramim
10. O forno de Têmpera a Vácuo
Pressão de Resfriamento: até 12 Bar
João Carmo Vendramim
11. O Forno de Têmpera Isoflama
• Mais moderno forno da América do Sul.
• Dimensão útil: 600 x 600 x 900 mm.
• Carga máxima: 1000 kg.
• Pressão máxima de resfriamento: 12 bar.
• Uniformidade de temperatura e resfriamento.
• “Isothermal Quench” Isothermal stops during cooling cycle
control the temperature gradients throughout the load,
ensures minimised distortion and eliminates hardening micro-
cracks in large dies.
• 100% controlado por PLC – tb via Internet.
• Registro eletrônico do processo.
João Carmo Vendramim
12. O painel de controle do forno de Têmpera a Vácuo Isoflama
João Carmo Vendramim
13. Nitretação Iônica por Plasma - Isonit® –
Resultado de camada para aço H13, sem camada branca -
aplicação Injeção Alumínio
João Carmo Vendramim
14. Criogenia
• Tecnologia Isoflama: ISOCRIO® - 196 ºC
• Rampas controladas de resfriamento: - 70-120 ºC
João Carmo Vendramim
15. Processo “Duplex”
Processo “Duplex” consiste de dois tratamentos
superficiais:
1. Nitretação Iônica: Sem Camada Branca
2. Revestimento Duro tipo “PVD”
João Carmo Vendramim
19. Para a emissão de Cotação e envio de
“Pedido de Compra”
• Solicitação de Cotação: < cotacao@isoflama.com.br >
• Pedidos de Compra: enviar “e-mail” para
< pedidosdecompra@isoflama.com.br >
• Para a emissão de Cotação são necessárias as seguintes e
importantes informações:
Ficha Cadastral;
Empresa “Contribuinte”, ou “Simples Nacional”??
Produto objeto do TT é “Revenda”, ou “Consumo Próprio”??
João Carmo Vendramim
20. ISOFLAMA
Arte, Conhecimento e Tecnologia de aquecimento e resfriamento
para produzir o melhor Tratamento Térmico.
“Só fazemos melhor aquilo que
repetidamente insistimos em melhorar. A
busca da excelência não deve ser um
objetivo, mas sim um hábito”
Aristóteles (sec.384-322 AC)
João Carmo Vendramim
21. Considerações técnicas para a
Matriz de Injeção de Alumínio
Antes e Depois do Tratamento
Térmico
Importante: Se TT corretamente executado, monitorado, este, em 99%
dos casos de não conformidades catastróficas, por exemplo, trincas, é
Objeto e Não Sujeito.
João Carmo Vendramim
22. Operação
Convencional Eletroerosão Preenchimento com Solda
Riscos embutidos nas Matrizes
Tensão Residual Superfície fundida & Elevada tensão localizada
Endurecimento endurecimento – possivel
formação de micro-trincas Não uniforme estrutura localizada:
Riscos de Risco propagação trincas Áreas moles
Deformação Áreas duras
deformação no substrato
Recomendações
Usinagem Evitar:
balanceada paredes finas; Remoção de toda Antes da Têmpera Depois da Têmpera
angulos agudos; a camada Alívio de Tensão
Tratamento de queimas; superficial por
Alivio de Tensão áreas rugosas. polimento Alivio de Tensão Revenimentos
intermediários (definir no projeto)
João Carmo Vendramim
23. Diferentes Causas de Danos na Matriz de
Injeção de Al
– Má concepção / fabricação: projeto; forma;
– Rota de usinagem e parâmetros de processo;
– Aço incorreto; Propriedades Mecânicas inadequadas
(superfície e núcleo)
– Má condição de utilização: préaquecimento, duração de
ciclo, lubrificação, alivio de tensão, etc…
– Problemas acidentais: bloqueio na refrigeração, sistema
deficiente de refrigeração, condições de partida incorretas
(projeto e produção), manutenção inadequada
João Carmo Vendramim
24. Tratamento Térmico
Por que realizar o TratamentoTérmico?
► Incrementar a “vida útil” da Matriz
► Incrementar a “Produtividade” ► menos manutenção
► Incrementar a qualidade das peças produzidas
Solução:
► Têmpera e Revenimento a Vácuo
► Nitretação Iônica por plasma
João Carmo Vendramim
25. Tratamento Térmico
“Vida” da Matriz, qualidade dependente de:
► CONCEPÇÃO (projeto)
► USINAGEM (ferramentaria)
► TRATAMENTO TÉRMICO (Tecnologia de Vácuo)
► UTILIZAÇÃO DA MATRIZ (usuário)
Análise dos custos de construção de uma matriz mostram que as etapas de
“aço” + “projeto” + “usinagem” alcançam valores da ordem de 95% do
custo total. O tratamento térmico pode alcançar, em alguns casos, 5%, mas
geralmente está na ordem de 2% a 3% e, no entanto, junto com as
condições de utilização, responde pela “vida útil” da matriz.
João Carmo Vendramim
26. Tratamento Térmico
Fundição de Alumínio
Por que a matriz falha ? O que seria necessário?
Trincas grosseiras ►Boa tenacidade
Fadiga Térmica ►Adequada transmissão de calor
Erosão ►Elevada resistência a abrasão
Superfície aderente ►Boas Propriedades anti-aderentes
Manutenção
A propriedade “Dureza” não é suficiente para definir
a boa qualidade de tratamento térmico e garantir
uma boa performance da matriz.
João Carmo Vendramim
27. Objetivos do Tratamento Térmico
Microestrutura – Superfície e Núcleo
• Estrutura Metalúrgica antes da usinagem – Bloco Recozido
(Homogêneo) – responsabilidade do fabricante (conf.NADCA)
• Estrutura Metalúrgica depois da Têmpera e Revenimento
(Ótimo compromisso entre Dureza / Resiliência) – resp. TT
Nitretação
• Camada nitretada: 0,040 a 0,070 mm; sem “camada branca”
• Ductilidade (menor na camada)
• Resistência a Oxidação; Resistência a tensões térmicas
João Carmo Vendramim
28. Tratamento Térmico de Bloco Padrão para
homologação de aço importado
João Carmo Vendramim
29. Aquecimento e Resfriamento do bloco de aço monitorado com
termopares de superfície e núcleo: Bloco de Aço e Peça
Termopares Superfície e
Núcleo no Bloco de Aço
Termopar no Núcleo da Peça
Linhas Amarela e Branca: Termopares no Bloco de massa equivalente
Linhas Violeta: Termopar na peça
João Carmo Vendramim
30. “Isothermal Quench” em peça monitorada
com termopares localizados na Superfície e
Núcleo
João Carmo Vendramim
31. Furos para Fixação de Termopares de
monitoramento
Furo Termopar da Superfície: Isoflama pode utilizar furo de
manipulação
Furo Termopar do Núcleo: Ferramentaria produz furo de diâmetro 3,5
+- 0,5 mm na área de maior “massa” e até a profundidade
correspondente à metade da espessura da peça.
Consultar a Isoflama, pois o local desse furo para núcleo dependerá
da maneira como a peça será montada na carga.
Projetista: os melhores resultados no processo de têmpera e revenimento
do aço da matriz, molde, ou peça, também dependem de você!
João Carmo Vendramim
32. Tratamento Térmico
Matriz para Fundição de Alumínio - Têmpera
Taxa de resfriamento controlada por termopares
A diferença entre núcleo e superfície cresce com o
tamanho do bloco
Alta e Baixa Pressão Resfriamento,
Necessário tecnologia e ciclos especiais.
O forno Seco-Warwick® tem tecnologia para atender às
exigências de correto resfriamento (taxas elevadas e
baixas) e incrementar as propriedades superfície e
núcleo. Além disso, dispõe de recurso como “Isothermal
Quenching” – equivalente a martempera.
João Carmo Vendramim
33. Tratamento Térmico
Dureza versus Propriedades Mecânicas
Ótima
Isoflama
Obter a microestrutura correta e a melhor tenacidade
X500
Não ótima
Tenacidade (J)
X500
34 Ótima
Mesmo tipo de aço tratados para a mesma
dureza (45 HRC) em diferentes processos /
17 Não ótima tecnologia podem apresentar diferentes
tenacidades (17J / 34J).
A vida útil das matrizes nessas condições será
radicalmente diferente
45
Dureza (HRC)
João Carmo Vendramim
34. Aços para a Matriz
• O mercado oferece várias tipos de aços da classe trabalho a
quente;
• Cada fabricante produz o aço da classe trabalho a quente
para Matriz de Injeção de Aluminio e periféricos que pode ser
uma variação do aço AISI H13, ou AISI H11.
• Cada aço com as suas respectivas marcas e propriedades
mecânicas ajustadas mediante diferenças de composição
química e tecnologia de fabricação empregada.
João Carmo Vendramim
35. Aços para a Matriz
Tabela de Marcas de Aços da Classe Trabalho a Quente
INSERIR TABELA DE MARCAS
João Carmo Vendramim
36. Nitretação Iônica por Plasma
Aço da Matriz para Fundição de Alumínio
Mais performance ?
Nitretação pode ser aplicada quando necessário incrementar:
► Resistência a abrasão;
► Resistência a Fadiga Térmica (trincas superficiais).
Sem Camada Branca, profundidade de 0,040 a 0,070 mm.
Adicionalmente, a Nitretação também incrementa:
► Lubrificação a sêco;
► Boas propriedades anti-aderentes.
A Figura mostra impressões de microdureza Vickers realizadas na camada
nitretada. Quanto menor o tamanho da impressão, maior a dureza. Nessa
camada se observa a presença de “camada branca”
João Carmo Vendramim
38. Cuidados na fabricação da Matriz para
reduzir impacto no tratamento térmico
Sem Chanfros e angulos retos
João Carmo Vendramim
39. Cuidados na Fabricação da Matriz …
Sem Chanfros
Risco de trincas no
tratamento térmico
Solução: Arredondamento
João Carmo Vendramim
40. Cuidados na Fabricação da Matriz …
Sem Rebarbas
Risco de Trincas (elevado) Solução: « Rebarbar »
João Carmo Vendramim
41. Solda …
Preenchimento com solda
Risco de Trincas Solução: Alívio de Tensão antes da Têmpera
João Carmo Vendramim
42. Furos tangenciais / Paredes Finas …
Furos Tangenciais
Concepção incorreta
Risco de Trincas
João Carmo Vendramim
43. Paredes Finas …
Concepção incorreta de projeto
Furo antes / depois do tratamento térmico
João Carmo Vendramim
44. Geometria …
Geometria / Variação de Forma
Diferença de Seção Risco de Trincas
Solução: projeto / evitar variação brusca de forma / etapas
João Carmo Vendramim
45. Eletroerosão …
EDM
Efeito da temperatura na superfície
depois do EDM
Pont o A: camada branca (estrutura
vítrea)
Ponto B: zona re-endurecida
Ponto C: recozida, zona revenida.
Ponto D: sem alteração
Diferentes temperaturas
causam camadas com
diferentes durezas
Risco (frágil,trincas…)
João Carmo Vendramim
46. Eletroerosão …
Solução para reduzir riscos de EDM
1- Sem trincas na camada (10 microns)
Revenimento para remoção das tensões
de EDM.....recomendável até 24 horas
depois
2- Trincas dentro da camada
Polimento
João Carmo Vendramim
47. Peças tratadas na Isoflama
• W400 (~AISI H11) – 750 Kg
João Carmo Vendramim