1. Visão geral do processamento de peças fundidas de aço inoxidável
Peças fundidas de aço inoxidável são amplamente utilizados em máquinas, construção, equipamentos automotivos e alimentícios devido à sua resistência à corrosão e resistência. No entanto, após a fundição, as peças raramente atendem diretamente aos requisitos dimensionais e superficiais finais. Portanto, vários métodos de processamento são aplicados para atingir a precisão, o desempenho e a estética desejados. Essas operações pós-fundição incluem usinagem, tratamento térmico, polimento, jateamento e revestimento de superfície. A compreensão desses métodos permite que engenheiros e fabricantes selecionem os processos mais econômicos e tecnicamente adequados para suas aplicações.
2. Processos de usinagem para peças fundidas de aço inoxidável
A usinagem é uma das operações pós-fundição mais comuns. Envolve a remoção do excesso de material para obter tolerâncias rígidas e geometrias precisas. A alta dureza e tenacidade do aço inoxidável tornam sua usinagem mais desafiadora em comparação ao aço carbono, exigindo ferramentas e parâmetros de corte otimizados.
2.1 Torneamento e fresamento
- Torneamento: Ideal para peças cilíndricas como eixos, anéis e componentes roscados. Ferramentas de metal duro de alta velocidade ou pastilhas revestidas são preferidas para resistir ao desgaste.
- Fresamento: Usado para superfícies planas ou complexas. A fresagem CNC moderna permite cortes precisos em vários eixos e acabamentos suaves com marcas mínimas de ferramentas.
2.2 Furação, rosqueamento e mandrilamento
- Perfuração e rosqueamento são usados para criar furos roscados para fins de montagem. Os aços inoxidáveis requerem taxas de avanço lentas, refrigeração adequada e ferramentas afiadas para evitar o endurecimento por trabalho.
- As operações de mandrilamento corrigem a precisão dimensional em furos fundidos e garantem tolerância rigorosa em ajustes mecânicos.
2.3 Desbaste e acabamento de precisão
A retificação é realizada quando são necessárias tolerâncias extremamente rígidas ou acabamentos espelhados, como em sedes de válvulas, impulsores de bombas ou componentes médicos. O processo remove pequenas quantidades de material e corrige pequenas deformações de etapas de usinagem anteriores.
3. Métodos de tratamento térmico
O tratamento térmico é usado para modificar as propriedades mecânicas e microestruturais de peças fundidas de aço inoxidável. Embora os aços inoxidáveis sejam naturalmente resistentes à corrosão, o tratamento térmico pode melhorar a dureza, a ductilidade e a distribuição de tensões internas, especialmente após fundição e usinagem.
3.1 Tratamento com solução
Este processo envolve aquecer as peças fundidas a uma alta temperatura (normalmente 1000–1100°C) e temperá-las rapidamente. Dissolve precipitados de carboneto e restaura a distribuição do cromo, melhorando a resistência à corrosão e a tenacidade. Aços inoxidáveis austeníticos como 304 e 316 comumente passam por esse tratamento.
3.2 Envelhecimento e alívio do estresse
- O envelhecimento fortalece os aços inoxidáveis que endurecem por precipitação (por exemplo, 17-4 PH) formando compostos intermetálicos finos.
- O alívio de tensão a 300–400°C ajuda a reduzir as tensões internas de fundição ou usinagem, minimizando a distorção durante o serviço.
4. Técnicas de Acabamento de Superfície
O acabamento superficial melhora a aparência, a limpeza e a resistência à corrosão das peças fundidas de aço inoxidável. Diferentes acabamentos são selecionados dependendo da aplicação – industrial, decorativa ou higiênica. O tratamento de superfície também desempenha um papel vital na preparação de peças para revestimento ou soldagem.
4.1 Polimento
O polimento remove irregularidades da superfície, incrustações de óxido e marcas de ferramentas. O polimento mecânico usa rodas abrasivas, cintas ou pastas para produzir acabamentos acetinados, semibrilhantes ou espelhados. Para componentes alimentícios e médicos, as superfícies altamente polidas minimizam a contaminação e simplificam a limpeza.
4.2 Jateamento e jato de areia
O jateamento projeta meios de aço ou cerâmica na superfície para limpar e homogeneizar a textura. O jato de areia é semelhante, mas usa mídia mais fina para acabamentos mais suaves. Esses métodos são especialmente úteis antes da pintura, revestimento ou inspeção, pois expõem quaisquer defeitos de fundição, como poros ou rachaduras.
4.3 Passivação e decapagem
- A decapagem utiliza soluções ácidas (normalmente uma mistura de ácido nítrico-fluorídrico) para remover incrustações de óxido e restaurar uma superfície metálica limpa.
- A passivação forma então uma fina película de óxido de cromo que aumenta a resistência à corrosão sem afetar a aparência ou as dimensões.
5. Processos de Soldagem e Montagem
Muitas peças fundidas de aço inoxidável requerem união ou montagem com outros componentes. Técnicas de soldagem adequadas mantêm a resistência à corrosão e a integridade mecânica, ao mesmo tempo que minimizam os defeitos da zona afetada pelo calor.
5.1 Métodos comuns de soldagem
| Método de soldagem | Características | Aplicativos |
| TIG (GTAW) | Alta precisão, soldas limpas, poucos respingos | Peças de paredes finas e de precisão |
| MIG (GMAW) | Deposição mais rápida, precisão moderada | Montagens gerais e seções grossas |
| Soldagem por resistência | Sem enchimento, calor rápido e localizado | Pequenos componentes e produção em massa |
6. Inspeção e Controle de Qualidade
Após o processamento, as peças fundidas de aço inoxidável devem ser inspecionadas para garantir que atendam aos requisitos dimensionais, superficiais e mecânicos. Testes não destrutivos (END) são frequentemente usados para verificar a integridade interna e detectar defeitos ocultos causados por fundição ou usinagem.
6.1 Métodos comuns de inspeção
- Inspeção dimensional usando máquinas de medição por coordenadas (CMM) ou calibradores para verificação de precisão.
- Inspeções visuais e de superfície para detectar rachaduras, porosidade ou inconsistências de acabamento.
- Testes ultrassônicos, radiográficos ou de corante penetrante para detecção de falhas subterrâneas.
7. Conclusão: Escolhendo a combinação correta de processamento
O desempenho e a aparência das peças fundidas de aço inoxidável dependem muito dos métodos de pós-processamento. A usinagem garante precisão dimensional, o tratamento térmico fortalece o material e o acabamento aumenta a durabilidade e a resistência à corrosão. A seleção da combinação correta desses métodos - com base no tipo de liga, requisitos de aplicação e metas de custo - garante componentes fundidos de alta qualidade e durabilidade, adequados para ambientes industriais exigentes.
