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Resistência à corrosão para moldes de injeção sem agredir o meio ambiente.

quarta-feira, 27 de julho de 2011 11:16

O INCT em engenharia de superfícies tem trabalhado no desenvolvimento e aprimoramento de tecnologias limpas para o meio ambiente e a saúde humana que possam ser alternativas reais a tecnologias de maior impacto ambiental.

Um desses tratamentos limpos é a oxidação a plasma, cuja característica principal é aumentar, na superfície tratada, a resistência à corrosão. Ideal para moldes de injeção de alumínio e zamac, a oxidação também evita o "agarre" do material injetado ao molde e diminui o coeficiente de atrito do material, permitindo diminuir o uso de lubrificantes. Além disso, como a oxidação é normalmente realizada após uma nitretação ou carbonitretação, a peça tratada adquire também dureza superficial.

Com essas características, o tratamento é uma alternativa a processos como o cromo duro ou o níquel químico, quando usados para fins de proteção. "A oxidação é um processo muito mais limpo e com custos menores", afirma o professor Carlos A. Figueroa, que coordenou os trabalhos sobre oxidação. A diferença de ambos os processos reside na matéria prima usada e nos resíduos gerados. Enquanto a oxidação a plasma usa apenas gases do ar e não gera resíduos, os tratamentos concorrentes usam substâncias tóxicas (cromo, níquel) e geram efluentes que precisam ser tratados.

No Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, os estudos sobre oxidação começaram com a preocupação de compreender profunda e amplamente como funciona o mecanismo. "A bibliografia era controversa em algumas questões, principalmente na formação da hematita", contextualiza Figueroa. A hematita é um dos óxidos de ferro que podem se formar em processos oxidativos. Ele constitui uma camada porosa, de baixa resistência à corrosão, elevado atrito e crescimento descontrolado, que interessa eliminar do processo de oxidação. Hoje, os pesquisadores do Instituto podem afirmar que a ação de íons de hidrogênio durante a oxidação tem o poder de evitar a formação de hematita. "No laboratório, conseguimos realizar tratamentos que resultaram em camadas de óxido totalmente livres de hematita", completa o professor.

Outra conclusão importante das pesquisas sobre oxidação realizadas no ambiente do Instituto foi a constatação de que a qualidade do aço-base afeta significativamente a qualidade da oxidação. Em outras palavras, em aços com nível maior de impurezas, o efeito protetor da oxidação é menor. "Para o aço normalmente utilizado nos moldes de injeção, a oxidação funcionou perfeitamente nos nossos testes", afirma Figueroa. De acordo com o professor, os testes de névoa salina, por exemplo, mostraram uma alta resistência à corrosão, equivalente à do cromo duro.

Atualmente, os estudos continuam numa pesquisa de Stevan Tomiello, um dos sócios da Plasmar Tecnologia, empresa surgida em 2009 no ambiente do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies. Tomiello está fazendo o mestrado no Programa de Pós-Graduação em Materiais da UCS sobre esse assunto, que é do interesse da empresa. De fato, a Plasmar já oferece um serviço de oxidação. "O conhecimento que estou adquirindo no mestrado aumenta o valor agregado do produto na minha empresa", diz Stevan.

O equipamento para realizar a oxidação nas amostras, uma oxidadora a plasma de escala laboratorial, foi construído pela equipe do Instituto na UCS. "O fato de conhecer o equipamento de cabo a rabo nos permite um domínio maior dos processos", diz Figueroa. Para a caracterização do tratamento, o trabalho foi feito em colaboração entre a UCS, UFRGS e PUC-Rio.

Os resultados conseguidos até o momento foram apresentados em três conferências internacionais e publicados em dois periódicos científicos, também internacionais e de alto impacto.

Referências das publicações:

Rovani, A.C. ; Crespi, A.E. ; Sonda, V. ; Cemin, F. ; Echeverrigaray, F.G. ; Amorim, C.L.G. ; Basso, R.L.O. ; Baumvol, I.J.R. ; Figueroa, C.A. . Plasma post-oxidation mechanisms of nitrided ferrous alloys. Surface & Coatings Technology, v. 205, p. 3422-3428, 2011.

Rovani, A.C. ; Fischer, R.R. ; Cemin, F. ; Echeverrigaray, F.G. ; Basso, R.L.O. ; Amorim, C.L.G. ; Soares, G.V. ; Baumvol, I.J.R. ; FIGUEROA, C. A. . Effect of hydrogen on plasma post-oxidation of ferrous alloys. Scripta Materialia (Oxford), v. 62, p. 863-866, 2010.

Entenda a tecnologia: oxidação a plasma.

A oxidação a plasma é um tratamento de superfícies metálicas. Existem diversas receitas para realizá-lo; entre elas, a baseada na introdução de gás oxigênio num reator a plasma. No equipamento, o gás é "ionizado" - transformado em átomos de oxigênio de alta energia. Esses átomos bombardeiam a peça que se deseja tratar até penetrar na sua superfície, onde reagem com o ferro presente no material e formam novos compostos, os óxidos de ferro. Um desses óxidos é a magnetita, que forma na superfície uma camada de cor cinza escuro responsável pelo efeito protetor contra a corrosão e o baixo coeficiente de atrito.

Fonte: Gerência de Comunicação do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies

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