Quando a abrasão é fator positivo

Desde o homem primitivo até o desenvolvimento industrial, o atrito é a melhor forma para fazer acabamentos em peças e materiais

Por CIMM, com informações de Saint-Gobain 09/06/2010

Imagens: Divulgação

Abrasão é uma operação que usa o atrito para remover partículas de um material, esfregando a peça que deve sofrer o processo em um outro material mais duro (abrasivos). Esta ação usada para modificar a forma geométrica de uma estrutura ou afiá-la, pertence ao instinto do homem primitivo.

Os abrasivos sempre estiveram ligados ao desenvolvimento industrial, no entanto, foi nos últimos 80 anos que eles presentaram um desenvolvimento considerável para a indústria. O setor automotivo e bélico são dois dos que podem levar a maior parte dos créditos por esse avanço.

A abrasão corrige os defeitos das operações precedentes, como por exemplo, nos processos de usinagem. Com o crescimento das atividades industriais, tornou-se necessária a obtenção de grãos abrasivos de características controladas. As pesquisas neste campo tiveram os primeiros sucessos na descoberta do carbureto de silício (SiC) e do óxido de alumínio (Al2O3).

Devido às exigências de mercado, a exigência por abrasivos mais confiáveis, de qualidade constante e com elevadas produções aumentou muito. Para suprir essa necessidade, hoje existem os superabrasivos (diamantes sintéticos, nitrito cúbico de boro) e os materiais cerâmicos de alto desempenho, a base de óxido de alumínio.

Os abrasivos e suas utilizações
A obtenção do óxido de alumínio abrasivo consiste na fusão da bauxita, triturada e calcinada, misturada com uma pequena porcentagem de coque de ferro, além de Ti (titãnio) e MgO2 (dióxido de magnésio). A fusão ocorre a uma temperatura de 1900°C a 2000°C em um forno elétrico a arco por um período de 36h, enquanto que o resfriamento pode levar até uma semana. O bloco formado é, posteriormente, fraturado e triturado.

Já os abrasivos de óxidos de alumínio convencionais são grãos extremamente robustos em forma de cunha, que permite penetração rápida sem se fraturar ou desgastar excessivamente. Por isso, é usado em materiais de alta resistência a tração como aço e suas ligas, ferro fundido nodular e maleável e também para materiais não ferrosos no caso de aplicações com lixas.

Os grãos abrasivos de óxido de alumínio combinados com óxido de zircônio (óxidos de alumínio zirconado) são constituídos de cristais obtidos a partir da fusão de areia zirconada e alumina, à temperatura de cerca 1900°C, seguida de resfriamento. Estes grãos possuem arestas super afiadas que se renovam durante o processo, cortando por muito mais tempo com menos calor, sendo ideal para aplicações de corte rápido e desbaste pesado.

Quando a abrasão for necessária para materiais de difícil retificação, os óxidos de alumínio cerâmico podem fornecer produtividade, qualidade e redução de custos. Esses grãos abrasivos são produzidos com uma controlada estrutura cristalina submicrométrica, derivada de um exclusivo processo de sinterização. Possuem dureza e resistência superiores quando comparados aos óxidos de alumínio convencionais, obtidos pelo processo de fusão.

Os materiais de baixa resistência à tração (materiais não ferrosos e não metálicos) geralmente usam o Carbeto de Silício no processo de abrasão. Este material é obtido através de um cadinho de metal, por onde passa, através de uma mistura de argila e coque em pó, com auxílio de um eletrodo de carbono, uma corrente elétrica. São ao redor dos eletrodos que se formam os cristais de carbeto de silício.

Já a produção industrial ocorre em fornos elétricos de resistência e com carga básica constituída por sílica (argila branca) e coque de petróleo em porcentagem de 60% a 40% respectivamente. A temperatura de produção oscila entre 1900°C a 2400°C, a duração do ciclo é de 36 a 40 horas. A cor do carbeto de silício varia desde um verde claro a um negro, em função das impurezas que contém.

O uso de diamante já é recomendado pra o trabalho em materiais duros e frágeis, como: metal duro, vidro, cerâmica, cobre, quartzo, ferrite, grafite, fibra de vidro, pedras preciosas e semipreciosas. O consumo mundial deste abrasivo pela indústria chega a quase 20 toneladas por ano.

Por último, a empregabilidade do bornitrid (CBN), usado em materiais ferrosos, "que possuem carbono", como aços temperados e ferro tic.

Embora não possua a mesma dureza que o diamante, o bornitrid não apresenta o fenômeno de grafitização, que ocorre nas altas temperaturas do ponto de contato no trabalho em aços, ponto em que o diamante muda sua estrutura Química, perdendo a dureza e fazendo o grão se soltar prematuramente da liga aglomerante.

Dependendo da peça que precisa sofrer abrasão, o material e o processo serão diferentes, para que se consiga os melhores resultados possíveis nos trabalhos. O uso de um abrasivo não recomendado para um certo tipo de material, além de não alcançar resultados positivos, pode causar prejuízo para a empresa.

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