Como Temperar aços em casa.

A maior parte das peças de aço usinadas é de baixa liga, ou seja SAE  1020 e similares. Estes aços são fáceis de usinar e baratos, entretanto não possuem boa resistência ao desgaste nem a grandes esforços. Por serem de baixo carbono (0,20% de C) também não podem ser temperados por choque térmico.

Entretanto é possível depositar carbono em sua superfície criando uma camanda temperável, que esta sim, pode ser endurecida por choque térmico.

Como eu estava com algumas peças paradas necessitando deste tratamento, resolvi testar um método caseiro para ver sua funcionalidade.

Peças que serão cementadas e têmperadas.

Vamos fazer uma Cementação Sólida, para isso envolvemos as peças em carvão vegetal moido e colocamos o material em uma caixa metálica, esta será levada ao forno para que a cementação aconteça.

A reação é simples, o carbono reage com o oxigênio presente no forno:

C + O2 -> CO2

Posteriormente o Dioxido de Carbono reage com um novo Carbono do carvão:

CO2 + C -> 2 CO

Dentro da caixa metálica a atmosfera torna-se saturada de CO e devido a alta temperatura este carbono começa a se difundir para o Aço, liberando o Oxigenio para regir com outro carbono do carvão.

2 CO -> 2 C + O2

Quanto mais tempo o material ficar no forno mais profunda a camanda cementada, e quanto mais quente, mais rápido isso acontece, veja o gráfico abaixo:

Claro que existem limites e temperaturas ideias.

Para o aço SAE 1020 recomenda-se de 820°C a 950°C e por volta de 2 horas de forno para uma penetração boa.

Vamos ao trabalho:

Material para a Cementação e Têmpera:
->>Vamos precisar de um recipiente metálico que suporte a temperatura do forno, preferencialmente aço, pode ser uma lata.
->> Carvão moido.
->> Peças que irão ao forno devem ser fixadas em arames para que possam ser retiradas da lata ainda quentes.

Um pouco de carvão deve ser colocado no fundo e em seguida as peças, deixando elas afastadas. Em seguida jogamos o carvão para cobri-las.

As peças devem ficar completamente enterradas. Se um pedaço ficar para fora, ficará mole. Logo, cubra tudo.

Sempre quis fazer isso mas o maior trabalho é ter um forno que chegasse a 900°C. Felizmente, descobri que pessoas que trabalham com cerâmica ou pintura em louça e porcelana usam um forno similar para “queimar” seus trabalhos. Assim, estou colocando o material  em um forno para porcelana, mas no fim dá no mesmo. Regulei para 900°C pois não conheço o forno muito bem, assim peguei um valor no meio.

Peças no Forno a 850°C.

Tirei esta foto um pouco antes de chegar na temperatura desejada, levou aproximadamente 2hs para aquecer e chegar até os 900°C.

Infelizmente não pude deixar as peças muito tempo no forno, estimo que peguem uns 0,15mm de cementação. Mas antes isso do que nada.

Óleo velho de motor pronto para receber os eixos.

Com a ajuda de uma vara de ferro e luvas de couro, retirei as peças do carvão e coloquei no óleo (muito cuidado nesta hora, 900° graus não é brincadeira). É importante lembrar que eixos e peças longas devem ser temperados de pé para não empenar ou entortar durante o choque térmico.

Depois da têmpera as peças foram retiradas do óleo. Esperamos o forno esfriar um pouco para a segunda etapa, o revenimento.

Revenimento:

O Revenimento é um processo feito para aliviar as tensões residuais da tempera, recuperando tenacidade. Sem ele a peça de aço pode ficar muito frágil e trincar facilmente.

Quando o forno ficou mais frio, perto de 300°C retornei as peças por uma hora.

Peças após o revenimento.

Peças limpas com escova de aço.

Minha dúvida, se o processo havia funcionado ou não se respondeu já na retirada dos arames. A parte que ficou para fora do carvão perdeu seu encruamento e se tornou macia e mole, já a parte dentro do carvão ficou bem dura, chegando a quebrar quando tentei dobra-lo. Claro que a massa do arame é pequena e nele a absorção de Carbono foi muito alta além de ter uma têmpera violenta por esfriar rápido (massa pequena). Porém serviu de base para ver que o processo funciona.

Certamente vou me programar melhor da próxima para deixar as peças no forno o tempo certo.

Mesmo assim o que temos já está ótimo. Agora é hora de remontar o carrinho e ver como estas peças se comportam.

Até a próxima

Wurs