Você sabe por que é realizado a aplicação de revestimento de Metal Patente em superfícies de peças? Metal Patente são ligas formadas por Estanho ou Chumbo de baixo ponto de fusão com uma estrutura de cristais duros e resistentes ao desgaste combinados a uma matriz macia, o que permite a circulação de lubrificante entre os cristais, além de absorver impactos. São também chamadas de Metal Babbitt e Metal Branco. Estes nomes são uma referência a Isaac Babbitt (inventor norte-americano), que inventou a primeira liga deste tipo em 1839, visando sua aplicação em mancais de eixos de máquinas a vapor.
São ligas conhecidas por apresentarem um coeficiente de atrito baixo, mesmo sem lubrificação, com características essenciais para garantir o movimento. Tendo em conta as propriedades que os seus revestimentos apresentam, estes são também conhecidos pela designação de metal antifricção.
Tipos de metal patente
Normas internacionais especificam atualmente pelo menos 14 ligas de Metal Patente, com diferentes composições químicas e propriedades. Existem as ligas à base de Sn (Estanho), ligas à base de Sn e Pb (Chumbo) e ligas à base de Pb. Outros elementos como Sb (Antimônio) e Cu (Cobre) são também empregados. Segundo Alex Simões, as principais ligas utilizadas são:
Ligas à base de estanho (Tin-Based)
Nesse tipo de liga, com a alta porcentagem desse elemento e o teor não muito elevado de antimônio (dentro ou pouco acima do limite de solubilidade), com cobre e sem nenhum chumbo para garantira ausência do eutético Sn-Pb, formam a categoria de ligas resistentes ao choque, compatível, por exemplo, com a alta rotação dos motores à explsão.
Ligas à base de chumbo (Lead-Based)
Com o elevado teor deste elemento, mas com adição de estanho, antimônio e cobre para aumentar a dureza e a resistência ao desgaste. São ligas de baixo custo e, portanto, para utilização mais secundária. Podem até conseguir propriedades mecânicas razoáveis, desde que se alie camadas finas às levadas velocidades de resfriamento no momento da fundição do mancal.
Apesar de todas as ligas conterem diferentes composições químicas, possuem uma característica em comum: cada uma delas possui uma mistura heterogênea com partículas semelhantes rígidas integradas a matriz macia. Esta estrutura permite às partículas, quando se formam, incorporarem-se uniformemente dentro da base de chumbo ou estanho, de modo que ao desgastar a matriz macia as partículas duras ficam livres. Isto não apenas reduz o coeficiente médio de atrito na superfície, como também produz canais através dos quais o lubrificante pode escoar com maior facilidade e fluidez.
As ligas de Metal Patente, por possuírem propriedades autolubrificantes e antifricção, que permitem a eficácia do movimento relativo entre as superfícies, são muito utilizadas em mancais de deslizamento e outras peças submetidas a deslizamento crítico.
Metal patente aplicado por aspersão térmica: por que escolher essa opção?
A aplicação de metal patente já é tradicional e amplamente utilizada em mancais de deslizamento de máquinas industriais. Isso porque essas ligas proporcionam baixo coeficiente de deslizamento entre as superfícies.
Os métodos mais tradicionais para aplicação do revestimento de metal patente nesse tipo de peças são por centrifugação e pelo método estático. Porém, recentemente, uma nova tecnologia para a aplicação desse material foi desenvolvida: a aplicação de metal patente pelo processo de aspersão térmica. Nesse processo, partículas fundidas do metal patente são projetadas contra a superfície previamente preparada.
Muito mais que utilizar uma nova tecnologia, o processo de aspersão térmica para esse tipo de aplicação traz muitas vantagens quando comparado com os métodos de aplicação por centrifugação e métodos estáticos.
Leia também: O que é e como funciona a tecnologia de metalização de peças?
As vantagens da aplicação de metal patente por aspersão térmica são inúmeras, mas abaixo iremos citar as 3 que consideramos mais importantes:
- Facilidade de aplicação: Enquanto o método por centrifugação só pode ser utilizado para peças com perfis simétricos e superfícies cilíndricas, no método por aspersão térmica podem ser revestidas superfícies de qualquer geometria. Essa possibilidade também existem no método estático, porém com controles operacionais bastante comprometidos e com grandes chances de falhas na interface entre o revestimento e a superfície de ancoramento.
- Maior resistência do revestimento: O método de aplicação por aspersão térmica garante um maior controle operacional do processo. Isso porque o processo de solidificação das partículas ocorre numa fração de segundo e consegue garantir uma maior homogeneidade do material aplicado. O revestimento aplicado por aspersão térmica possui maior nível de resistência ao deslizamento e proporciona maior vida útil do componente.
- Velocidade da aplicação: A aplicação do metal patente por aspersão térmica é rápida. Basta fazer a preparação da superfície e realizar a aplicação. Em questão de horas é possível ter uma peça revestida. Essa possibilidade é bastante interessante para áreas de manutenção que necessitam recuperar o dimensional de uma peça desgastada em um curto espaço de tempo.
3 benefícios da aplicação de metal patente por aspersão térmica
O revestimento de metal patente (ou Babbit) é feito através de uma liga de estanho, endurecida com cobre e é amplamente utilizado na indústria, especialmente em mancais de deslizamento. São ligas antifricção que têm como principais características a baixa dureza e elevada ductilidade, associados com um baixíssimo coeficiente de atrito.
O revestimento de metal patente em mancais de deslizamento é tradicionalmente aplicado por centrifugação e por gravidade. O método de aplicação por centrifugação é o mais utilizado atualmente. Ele consiste em vazar o material em meio a uma base cilíndrica, pre-aquecida, em movimento de rotação e utiliza uma centrífuga com ambiente controlado, fazendo assim com que o metal patente ganhe aderência por força centrífuga.
No método por centrifugação podemos elencar três grandes problemas:
1 – Limitação à geometria de peças: somente peças cilíndricas e simétricas podem ser revestidas através desse processo;
2 – Complexidade de operação: Devido à redução do diâmetro enquanto a superfície é revestida, existe a necessidade de variar a velocidade de rotação durante o processo de aplicação para permitir um vazamento homogêneo;
3 – Custo: A complexidade do processo devido ao elevado número de variáveis a serem controladas torna o processo caro.
Já no método por gravidade, o metal patente é vazado sobre um molde (coquilha) que fica acoplado ao substrato. Nesse método podemos elencar diversos problemas, mas o principal deles é a ausência de ambiente controlado. O ambiente controlado para esse método só é justificado para peças produzidas em alta escala. A ausência de controle das variáveis ambientais pode impactar na retração do revestimento e ocasionar uma redução na aderência com o substrato.
A aplicação de revestimento de metal patente pelo processo de aspersão térmica se apresenta como um processo eficaz para aplicação desse material em mancais de deslizamento. O processo consiste em projetar partículas da liga metálica, fundida, sobre a superfície preparada. O processo de aspersão térmica para aplicação de metal patente possui três grandes vantagens em relação aos processos tradicionalmente utilizados:
1 – Versatilidade: O revestimento pode ser aplicado em superfícies de qualquer geometria. Por ser aplicada por processo robotizado, a camada depositada é bastante uniforme;
2 – Tamanho de peças: Devido ao processo robotizado, o metal patente aplicado por aspersão térmica pode ser aplicado em peças de qualquer tamanho;
3 – Características técnicas: O revestimento de metal patente aplicado pelo processo de aspersão térmica possui coeficiente de atrito mais ligeiramente mais elevado, porém possui vida útil superior aos processos por centrifugação e por gravidade.
Quer conhecer as características técnicas do metal patente aplicado por aspersão térmica? Baixe s seguir o datasheet.
