Projeção Térmica: Estudo de Processos e Caracterização de Revestimentos

Abstract

A presente dissertação teve como fundamento o estágio curricular realizado na TEandM, Tecnologia e Engenharia de Materiais, S.A., entidade que atua na produção de revestimentos de componentes. Esta dissertação surge da necessidade de melhorar a performance de três processos de projeção térmica (APS, EAWS e HVOF), através dos quais se produzem revestimentos. Assim, o presente trabalho tem como objetivo identificar as principais características das técnicas, obter uma maior compreensão e clarificação do seu funcionamento, bem como, proceder à avaliação da microestrutura e propriedades mecânicas de revestimentos produzidos, por forma a identificar possíveis melhorias nos processos. Numa primeira fase, para tentar detetar a causa raiz dos problemas de qualidade que se têm vindo a verificar na organização, foi utilizada uma das ferramentas da qualidade, a saber: os “5 Porquês”. No que concerne à avaliação da microestrutura dos revestimentos, recorreu-se à análise metalográfica, e para o estudo das suas propriedades mecânicas foram realizados ensaios de dureza e adesão. Os materiais utilizados na produção dos revestimentos foram: aço inoxidável martensítico do tipo AISI420 (Metcoloy2), carboneto de tungsténio (WC) com matriz metálica de cobalto (Co) e óxido de crómio III (Cr2O3). No decorrer da análise dos processos, para além da velocidade de superfície e do incremento, foi apontada a temperatura de projeção como outro fator que pode também estar a intervir na qualidade final dos revestimentos originados. Contudo, devido à duração limitada do estágio, não foi possível concluir se esse parâmetro tem influência significativa na qualidade obtida. Paralelamente, não foi exequível avaliar a repetibilidade dos resultados de conformidade alcançados, segundo os valores que ficaram definidos para os parâmetros de projeção. No entanto, o presente estudo poderá servir como ponto de partida para a organização adotar estratégias de otimização de processos orientadas para a melhoria contínua, como é o caso da metodologia DOE. Adicionalmente, e numa fase posterior, o estudo das propriedades mecânicas dos materiais analisados poderá ser complementado através da realização de outros ensaios.

The following dissertation has its basis in the curricular internship at TEandM, Tecnologia e Engenharia de Materiais, S.A., which takes its actions on the production of component coating.This dissertation emerges from the need to improve three thermal spraying processes (APS, EAWS and HVOF) performance, which are the means to coating production. Thus, the purpose of this paper is to identify the thermal spraying processes main characteristics, obtain a better understanding and clarification of its functioning, as well as evaluate the produced coating microstructure and mechanical properties to identify potential improvements for these processes.At an early stage, to try and detect the main cause of the quality problems that have been verified in the organization, it was used one of the quality tools, “5 Why’s”. Concerning the evaluation of the coating microstructure, metallographic analysis was used, and to study the coating’s mechanical properties, hardness and adhesion tests were conducted. The materials used in the coating processes were: martensitic stainless steel of the type AISI420 (Metcoloy2), tungsten carbide (WC) with cobalt metal matrix (Co) and chromium oxide III (Cr2O3).During the processes analyses, apart from surface speed and increment, it was pointed out the spraying temperature as another factor that may also intervene in the coatings final quality. However, due to the limited length of the internship, it was not possible to conclude if that factor had true influence in the coating quality. At the same time, it wasn’t doable to evaluate the conformity results repeatability, according to the values that were defined to the spraying parameters. This study may serve as initial point to adopt improvement strategies and processes optimization, guided to the continuous improvement like in DOE methodology, though. In addition, on a later stage, it could complement the analyzed materials mechanical properties trough the realization of other tests.