A têmpera, também chamada de endurecimento, é o processo de aquecimento e posterior resfriamento do aço (ou outra liga) em alta velocidade, resultando em um aumento significativo da dureza, seja na superfície ou em toda a sua extensão. No caso da têmpera a vácuo, esse processo é realizado em fornos a vácuo, nos quais podem ser atingidas temperaturas de até 1.300 °C. Os métodos de têmpera variam de acordo com o material tratado, mas a têmpera com nitrogênio é a mais comum.
Resfriamento a gás a vácuo:
Durante o processo de têmpera a vácuo, o material é aquecido na ausência de oxigênio por convecção em um meio de gás inerte (N₂) e/ou por radiação térmica sob pressão negativa. O aço é endurecido com um fluxo de nitrogênio, sendo que a taxa de resfriamento pode ser determinada pela seleção da sobrepressão. Dependendo do formato da peça, também é possível escolher a direção e o tempo de sopro de nitrogênio. A otimização do tempo e do controle da temperatura do aço é realizada durante o processo com o uso de termopares piloto, que podem ser posicionados na peça dentro da câmara de aquecimento. O aço tratado termicamente em forno a vácuo adquire as propriedades especificadas de resistência e dureza em toda a sua seção transversal, sem descarbonetação superficial. O grão austenítico é fino e atende aos padrões internacionais.
Praticamente todas as ligas de aço tecnicamente interessantes, como aços para molas, aços trabalhados a frio, aços temperados e revenidos, aços para rolamentos antifricção, aços trabalhados a quente e aços para ferramentas, bem como um grande número de aços inoxidáveis de alta liga e ligas de ferro fundido, podem ser endurecidas dessa maneira.
Resfriamento a vácuo com óleo
O resfriamento a vácuo em óleo consiste no resfriamento de materiais aquecidos por meio de óleo a vácuo. Como a transferência da carga ocorre sob vácuo ou proteção de gás inerte após a purga a vácuo do forno, a superfície da peça permanece protegida até estar completamente imersa no óleo. A proteção da superfície é muito semelhante tanto no resfriamento em óleo quanto no resfriamento em gás.
A principal vantagem em comparação com as soluções convencionais de têmpera em óleo atmosférico é o controle preciso dos parâmetros de resfriamento. Com um forno a vácuo, é possível modificar os parâmetros padrão de têmpera – temperatura e agitação – e também modificar a pressão acima do tanque de têmpera.
A alteração da pressão acima do tanque induzirá uma diferença de pressão dentro do banho de óleo, o que modifica a curva de eficiência de resfriamento do óleo definida à pressão atmosférica. De fato, a zona de ebulição é a fase durante a qual a velocidade de resfriamento é máxima. A variação na pressão do óleo modificará sua vaporização devido ao calor da carga.
A redução da pressão ativa o fenômeno de vaporização, que inicia a fase de ebulição. Isso aumenta a eficiência de resfriamento do fluido de têmpera e melhora a capacidade de endurecimento em comparação com as condições atmosféricas. No entanto, a geração massiva de vapor pode causar o fenômeno de bainha e acarretar potencial deformação.
O aumento da pressão no óleo inibe a formação de vapor e retarda a evaporação. A bainha adere à peça e resfria de maneira mais uniforme, porém menos drástica. O resfriamento em óleo a vácuo é, portanto, mais uniforme e causa menos distorção.
têmpera a vácuo com água
Processos como a têmpera em óleo a vácuo são a solução ideal para o tratamento térmico de endurecimento de alumínio, titânio ou outros materiais que precisam ser resfriados a uma taxa suficientemente rápida.
Data da publicação: 07/05/2022