Como Temperar aços em casa.

26 de março de 2013

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

15 comentários:

Muh Zombie 1 de julho de 2013 20:27  

mano, pq vc não faz umas caixinhas sob medida para q a lama não invada as peças internas do carro?

Wurs 5 de julho de 2013 01:43  

Bem, as peças internas, eletrônica, rádio e engrenagens são todas isoladas por caixas, e a "lama" não chega nelas...
Só não sei o porque deste comentário seu em um post sobre "têmpera de aços". :P

raul queiroz 12 de julho de 2013 23:54  

Wurs, boa noite! Uma sugestão, em peças pequenas muito solicitadas não compensa mais vc usina-las em aço AISI 316, além de ser inoxidavel, tem uma boa resistência ao desgaste e boa resistência mecânica, ou ainda parafuso em aço SAE 1045, classe 8.8, 12.9...etc. Dispensando tratamentos termoquímicos quaisquer.
Desculpe o livro...rsrs. abcs

Wurs 13 de julho de 2013 13:15  

Fala Raul, realmente é uma boa alternativa. O que aconteceu com estas peças foi que um amigo fabricou elas para mim em SAE 1020, pois era a única matéria prima que tinha disponível. Sei que este não é um material bom, mas foram feitas apenas como backup. Por fim fiz o tratamento a fim de melhorar um pouco as propriedades, e testas este método "caseiro" de têmpera. Porém, como disse, existem materiais melhores para esta aplicação. Obrigado pela sugestão de material e por agregar este conhecimento ao Blog.
Obs.: Respondi seu comentário no post: Nova Caixa de Marchas.
Abraço
Wurs

raul queiroz 13 de julho de 2013 19:14  

Ok, Wurs! Origado pela atenção.
Sua experiencia caseira me deu algumas ideias....lembrei do cimentox, comprado em casas de solda, rende mais que carvão.
Valeu, Sucesso pra gente!!!

Wurs 13 de julho de 2013 20:23  

Opa! Cimentox?
Este eu não conhecia, depois vou dar uma olhada.

Grande Abraço

Wurs

raul queiroz 13 de julho de 2013 20:41  

Cara, quanto mais fusso teu blog mais me surpreendo, não existe outro igual na net...continue com essa transparência. Tenho que me formar primeiro, mas quando tiver cuma grana vou comprar umas boas ferramentas pra tbm fazer umas maluquices.... Obrigado Wurs.

wenderson eliecio 24 de julho de 2015 10:39  

Opa, bom dia, gostaria de saber se isso é possível em peças de um motor de carro 1.0, para a mesma ficar mais resistente.Obrigado

Wurs 24 de julho de 2015 17:14  

Caro Wenderson, para poder prever o que vai acontecer é bom você saber qual a Liga metálica da peça que vai tratar.
Se ela já tem alto carbono não será necessário a Cementação, e sim apenas uma têmpera.
Porém, se a tempera for muito violenta pode fragilizar o material e sempre é indicado Revenir para aliviar tensões.

Entretanto, sendo uma peça de carro, que colocará a vida de alguém em risco no caso de quebra.. eu recomendaria tratar elas em uma empresa especializada em Têmpera e tratamentos termicos. Eles cobram por Kg de peças e dão garantia do trabalho e testes em laboratório, o que para uma peça de carro é mais indicado.
Grande Abraço
Wurs

wenderson eliecio 27 de julho de 2015 12:55  

Muito obrigado Wurs, vou procurar por empresas desse seguimento então.

Jonas Rodrigues 24 de fevereiro de 2016 17:59  

Um amigo me mandou o link do seu blog e quer saber?
Ganhou mais um seguidor. (Y)

Wurs 4 de março de 2016 00:57  

Fala Jonas!
A casa tá meio jogada as traças ultimamente, mas se der uma procurada ainda vai achar muita coisa boa enterrada aqui.
Grande abraço
Wurs

Rico 29 de junho de 2016 14:05  

Valeu mano, o que algumas pessoas não entenderam é que você quis passar um processo de cementação caseira para quem não conhece não importando para quem ver a funcionalidades das peças e se há materiais alternativos para a função da peça, você me ajudou muito estou grato pela informação e parabéns pelo know how, a sua apresentação está ótima e bem didática, mais uma vez parabéns.

eder 28 de outubro de 2016 20:31  

caro amigo estou em busca de reforçar as engrenagem de uma caixa de cambio pois fiz em uma engrenagem de avermelhar a peça e colocar em oleo queimado pois vi que depois do processo a engrenagem ficou mais mole( menos dura)
Vçs teriam um processo pra endurecer essas engrenagem?

Wurs 21 de março de 2017 16:54  

Olá @Rico muito obrigado, fico feliz que tenha gostado e que tenha lhe sido útil. :D
@eder, procure por alguma empresa de Têmpera ou Cementação. Eles podem lhe ajudar a solucionar este problema. Possivelmente você retirou a cementação da sua peça e vai ser necessário repeti-la.
Grande Abraço
Wurs

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