O que é Shot Peening?
O Shot Peening é um tratamento superficial realizado através do jateamento de granalhas de qualidade sobre a superfície da peça, ou componente. O tratamento de shot peening é realizado com a aplicação em alta velocidade de granalhas, de geometria e massa específicas, sobre a superfície a ser tratada. O impacto destas granalhas deformam a superfície aumentando a dureza e deixando uma tensão residual de compressão nesta superfície que é benéfica para a resistência à fadiga da peça. Essa tensão residual de compressão, quanto mais elevada for, mais ela irá impedir o surgimento de uma trinca de fadiga e / ou a sua propagação. Assim, peças e componente tratados com esse tratamento superficial apresentam vida em fadiga superior a peças não tratadas.
O jateamento de granalhas com intensidade controlada e com granalhas com qualidade para este processo também é denominado no Brasil de Jato de Granalha. Porém, deve-se tomar cuidado com o uso deste termo que pode ser confundido com Jato de Areia.
Quais as principais variáveis do processo de shot peening?
- Qualidade de Granalha
-Ligas Ferrosas trefiladas e conformadas à frio, melhor qualidade
-Ligas Ferrosas fundidas e condicionadas em formatos padronizados, menor qualidade - Características do Equipamento
-Tipo e Número de Turbinas (automatizado)
-Bocais Manipulados (robotizado ou manual) - Variáveis da qualidade do material na superfície da peça
-Dureza
-Defeitos pré existentes, como por exemplo, descarbonetação
Caso o tratamento não seja executado corretamente, defeitos podem ser introduzidos na superfície da peça.
Importância da Qualidade Superficial no Shot Peening
Componentes de suspensão, itens do powertrain e outros componentes automotivos são jateados em todo o mundo para obter uma vida útil mais longa em serviço. Vários controles das granalhas de peening e da máquina de jateamento determinam a qualidade do tratamento superficial. Além disso, existem controles para a superfície jateada que indicam a qualidade da área da superfície jateada, como por exemplo a cobertura.
O que é Cobertura do Processo Shot Peening
De uma forma simples, a cobertura é uma medida da porcentagem da área que foi deformada ou recebeu o impacto da granalha de jateamento e se deformou.
Existe um limite teórico de 99,8% para a área de cobertura alcançável em processos de jateamento industrial, e atingir este limite requer um processo de jateamento intenso. Hoje, produtos de suspensão como molas têm a mais alta especificação de cobertura associada a altas tensões residuais de compressão. As áreas não cobertas pelo jateamento são muito críticas e reduzem a vida útil do componente em serviço. Devido a isso, a prática de Manufatura é de expor os componentes a um tempo máximo de peening para garantir a melhor cobertura da superfície. No entanto, há um limite no processo e a exposição dos componentes ao excesso de jateamento que resulta em áreas com excesso de shot peening, ou over-peening.
O que é Over-Peening?
O excesso de shot peening resulta em defeitos superficiais da região tratada. Este excesso é denominado de Over-Peening.
O over-peening não é desejado em uma superfície tratada por esse processo e deve ser evitado. Quando a superfície apresenta over-peening, esta irá apresentar trincas e sobreposições na superfície do componente. Ou seja, os parâmetros de processo devem ser determinado para evitar o over-peening. Veja como avaliar a superfície com shot-peening aqui.
Quais são os defeitos típicos de Over-Peening?
Os defeitos típicos de over-peening têm tamanho de 2 a 5 grãos do material, são concentradores de tensão superficial onde se nucleiam trincas de fadiga e também reduzem a tensão de compressão na superfície.
Componentes com alta solicitação mecânica cíclica, como por exemplo, como molas helicoidais não apresentam crescimento de trinca de fadiga significativo e quebram logo após a nucleação da trinca. Assim, mesmo com uma superfície com shot peening, os componentes podem falhar em serviço com vida útil reduzida devido à qualidade da superfície tratada.
Veja mais sobre como avaliar a qualidade superficial de peças tratadas por shot peening em nosso artigo internacional aqui.
Conclusão
- O tratamento da superfície por shot-peening é benéfico para o produto, quando utilizados os parâmetros corretos
- Deve-se evitar o over-peening da superfície que reduz a vida do produto em campo
- A avaliação da qualidade da superfície permite a definição dos parâmetros ótimos do processo
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