EFEITO DA CICLAGEM TÉRMICA EM REVESTIMENTOS DEPOSITADOS POR LASER E POR PLASMA COM ARCO TRANSFERIDO

C.G.Féder

Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Paraná, Centro Politécnico, Curitiba-Pr, CEP 81.531-990

Palavras-chave: deposição, stellite 6, ciclagem térmica

Resumo

Atualmente são muito utilizadas técnicas que modificam a superfície do componente, como a deposição de um revestimento, com o objetivo de se obter o melhor conjunto de propriedades. Unindo características ótimas de dois materiais diferentes, tem-se características que não seriam atingidas por um ou outro separadamente. Por exemplo em aplicações onde se tenha que conciliar propriedades estruturais e características especiais na superfície. Pode-se ainda baratear custos utilizando um substrato de material menos nobre revestido com um material de melhor qualidade que será utilizado em menor quantidade.

Neste trabalho foram comparados dois processos de deposição: por laser e por plasma com arco transferido (PTA). O metal de adição foi utilizado na forma de pó em ambos os processos. No processo a laser é utilizado um feixe de laser que funde o material a ser depositado e uma fina camada do substrato para ocorra a ligação metalúrgica entre os dois. O metal de adição é adicionado continuamente. A velocidade da solidificação depende da velocidade com que o feixe se movimenta e da potência usada. O processo de soldagem por plasma é uma extensão do processo por gás tungstênio (TIG), pois ambos utilizam um arco protegido por gás produzido por um eletrodo não consumível de tungstênio.

As amostras utilizadas foram obtidas através da deposição da liga Stellite 6 pelos dois métodos descritos em substratos de aço inoxidável 304. A composição química dos materiais utilizados está apresentada na tabela 1.

Foram analisadas amostras nas seguintes condições: como depositada, após um ciclo térmico e após cinco ciclos térmicos. Um ciclo térmico consiste em levar ao corpo de prova ao forno e deixá-lo durante 30 minutos à uma temperatura de 1050^oC. O corpo de prova é então retirado após este tempo e resfriado em água constantemente agitada.

Foi realizada a análise metalográfica das amostras, que consiste em três etapas: preparação da superfície, ataque químico e observação ao microscópio. Para se obter as características mecânicas realizou-se o ensaio de microdureza Vickers.

Os resultados deste ensaio são mostrados na figura 1.

O revestimento apresenta uma estrutura dendrítica, típica de fusão, sendo mais refinada no processo laser que no PTA. Esta diferença pode ser atribuída às maiores velocidades de solidificação envolvidas no processo laser, em conseqüência dos maiores gradientes térmicos gerados.

Após ciclagem térmica, 1 e 5 ciclos, observa-se um aumento da granulometria na estrutura do revestimento e a precipitação de carbonetos, tanto no depósito por laser como PTA.

No que se refere à dureza, na condição como depositado, os revestimentos obtidos por laser apresentam maior dureza. A ciclagem térmica não afetou a dureza dos depósitos por PTA, enquanto que os revestimentos obtidos por laser sofreram uma queda de dureza até valores equivalentes aos medidos nas superfícies obtidas por PTA. Esta diferença de comportamento se deve a uma maior instabilidade da estrutura laser obtida em condições mais longe do equilíbrio do que as estruturas obtidas por PTA.

Conclui-se, até o momento:

• Com relação a microestrutura foi observado um aumento da granulometria nas amostras que sofreram cilcgem térmica.
• A dureza do revestimento obtido por laser na condição como depositado é maior do que a dureza da estrutura obtidas por PTA.
• A ciclagem térmica não teve efeito sobre a dureza nas amostras depositadas por PTA, enquanto que nas amostras obtidas por laser a dureza teve uma queda até valores próximos aos obtidos nos corpos de prova de PTA.

Agradecimentos: a autora agradece o Laboratório de Materiais do Departamento de Engenharia Mecânica da UFPR, à orientadora Ph.D. Ana Sofia Clímaco Monteiro D'Oliveira e ao Cnpq, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico pela bolsa de iniciação científica.

Referências Bibliográficas:

-Raghu D. e Webber R., Pta proves its worth in high-volume hardfacing jobs, Welding journal, 1996, p. 34-40.
-Vilar R., Laser Cladding, Journal of Laser Applications, Lisboa, 1998, p. 64-79.
-Antony K. C., Wear- resistant cobalt-base alloys, Journal of Metals, 1983, p. 52-60.
-Kuwabara E. Y., Estudo comparativo dos processos de revestimento a plasma, eletrodo revestido e laser cladding, 1999, relatório de iniciação científica.
-Slud R., Efeito da sobreposição de camadas depositadas por revestimento a laser, 2000, relatório de iniciação científica