Estudo de variações dimensionais em eixos do aço SAE 10B22 no processo de cementação e têmpera

Abstract

Neste trabalho foi realizado um estudo dimensional em eixos de aço SAE 10B22 tratados em forno termoquímico de cementação e têmpera da empresa ZEN S.A. e aplicados em impulsores de partida. A pesquisa teve como objetivo desenvolver curvas que relacionem o empenamento ocasionado na cementação e têmpera de eixos obtidos por deformação a frio e usinagem com características dimensionais dos eixos, neste caso, a razão (R) entre o comprimento (C) e o diâmetro (D). Para tal, foram separados modelos de eixos considerando diferentes razões R e divididos em famílias conforme outras características dimensionais. As amostras foram produzidas conforme o processo produtivo normal da empresa. Tiveram seus empenamentos analisados antes e após o tratamento térmico, sendo que cada lote foi caracterizado quanto a microestrutura e composição química, objetivando avaliar a conformidade microestrutural e adequação a grade do SAE 10B22. Como resultado obteve-se as curvas de batimento médio e batimento máximo em função da relação comprimento/diâmetro dos eixos, sendo estas definidas pelas equações: y = 0,0358x + 0,0011 (batimento médio) e y = 0,0585x + 0,0072 (batimento máximo) para o forno 1 e y = 0,0355x + 0,025 (batimento médio) e y = 0,0686x + 0,0021 (batimento máximo) para o forno 2. Sendo y o valor de Batimento e x o valor de C/D. Essas curvas servirão como guia para a estimativa de empenamento médio e empenamento máximo de novos projetos de eixos desenvolvidos pela engenharia de produto e processos na empresa. Por último, foi apresentado uma discussão a respeito das causas da variabilidade de resultados apresentados em eixos tratados nas mesmas condições e características dimensionais e a avaliação do efeito gerado na inclinação da curva batimento por C/D mediante a utilização de óleos de têmpera alternativos, com diferentes características de formação de filme de vapor e taxa de resfriamento.