Trabalhos de fornos de mufla

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Introdução

Na moderna indústria de ferramentas, a etapa de tratamento térmico ocupa, cada dia mais, em função dos cada vez mais severos requisitos de qualidade de produção, uma posição de destaque, tanto pelo potencial de melhorias, como pelo de causar danos e prejuízos muitas vezes irremediáveis.
Neste trabalho será mostrado os fornos tipo mufla, à vácuo, e de banho de sais, e serãocomparados de acordo com o tipo de uso e objetivos do tratamento térmico empregado nos mais diversos tipos de aço.

Fornos de mufla

Os fornos de mufla são utilizados para as operações de recozimento e de austenitização que precede a têmpera, podendo o
aquecimento ser eléctrico ou feito por queima de gás À escala industrial, a uniformidade de temperaturas nas peças a tratar
pode ser garantida amenos de 20ºC, sendo a temperatura máxima:
- da ordem dos 1050ºC para os fornos a gás ou eléctricos em que as resistências estão embebidas no refratário,
- da ordem dos 1250ºC para os fornos eléctricos em que as resistências estão expostas dentro da câmara de aquecimento.

Os fornos de mufla clássicos podem estar equipados com atmosferas protetoras que têm por finalidade evitar a oxidação ea descarbonetação das peças a tratar. Podem usar-se atmosferas neutras (argônio ou hélio que são relativamente dispendiosos) ou
atmosferas endotérmicas ou exotérmicas que têm a vantagem de ser muito mais baratas, mas que necessitam de um controlo
rigoroso ao nível das misturas de gases.

As atmosferas exotérmicas são misturas de ar e gás natural que podem ser ajustadas para evitar aoxidação do material; são, no entanto responsáveis por um certo grau de descarbonetação como resultado das seguintes reações:
(Fe, C) + CO2 ↔ Fe + 2CO
(Fe, C) + H2 O ↔ Fe + 2CO + H2
Para evitar este problema torna-se necessário evitar ao máximo a presença de CO2 e de H2
O , controlando o ponto de
orvalho; para isso terá que se tomar em consideração o facto de a reação
CO2 + H2 ↔ CO + H2Oser fortemente catalisada pelo Ferro, ocorrendo por isso na superfície de contato com as peças a tratar. A atmosfera deste
tipo mais frequentemente utilizada corresponde a uma mistura de 3 % de CO, 3 % de H2 e 94 % de N2 com um ponto de orvalho de -40ºC.
As atmosféricas endotérmicas são muito mais interessantes pois não é necessário eliminar em contínuo CO2 e H2 O como sucede com asatmosferas exotérmicas. As misturas mais frequentemente utilizadas contêm 20 % de CO , 40 % de H2 , 0 a 1% de CH4 e 39 a 40 % de N2 .
Os parâmetros a controlar são por um lado a temperatura do ponto de orvalho para evitar a reação de descarbonetação e, por outro lado, a percentagem de metano para evitar o enriquecimento em Carbono da superfície das peças.
Para evitar a deposição de fuligem decarvão sobre as peças a tratar como resultado da reação de dissociação de CO em CO2 e C, haverá que reduzir ao mínimo a presença de óxidos na superfície das peças pois os óxidos catalisam esta reação.
Outras atmosferas neutras podem ser usadas nos fornos de mufla: azoto puro ou azoto hidrogenado (mistura de 90 a 95 % de N2 com 5 a 10 % de H2
). Estas atmosferas devem ser isentas de humidade e oponto de orvalho deve situar-se a cerca de - 30ºC de modo a evitar a descarbonetação.



Forno de mufla, exterior.

Interior de um forno de mufla.

Fornos de banhos de sais

Os fornos de banhos de sal têm grande aplicação no tratamento de cementação e têmpera dos aços. Requerem aquecimento com resistências elétricas ou com queimador a gás ou óleo. Sua limitação está no diâmetro docadinho, que pode variar de 220 a 700mm. Ou seja, peças volumosas ou grandes não podem ser submetidas a tratamento em banho de sal.

A abaixo mostra um forno com banho de sais fundidos. Trata-se de um meio líquido, que tem por função transmitir o calor para a peça. Como o banho pertence ao grupo químico dos sais, não há reações de oxidação na interface banho/metal, e, pelo menos durante o...
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