Metalização de peças: o que é e para que serve?

A metalização de peças pode recuperar dimensões, proteger superfícies e aumentar a resistência de componentes industriais sujeitos a diferentes mecanismos de desgaste.

Na indústria, o termo costuma se referir aos processos de aspersão térmica. Neles, o equipamento aquece partículas de uma liga metálica, em pó ou arame, e as projeta sobre uma superfície preparada. Assim, forma uma nova camada funcional.

Além de entender como o processo funciona, é importante saber quando ele pode ajudar a resolver um problema de manutenção.

Um eixo perdeu dimensão na região de um rolamento? Um mancal ou uma luva sofreu desgaste? Um rotor de bomba apresenta erosão ou corrosão? Um cilindro precisa de recuperação superficial para evitar a substituição da peça?

Essas são algumas situações em que a equipe técnica pode avaliar a metalização como alternativa.

Tem uma peça desgastada e quer saber se ela pode ser recuperada?
Envie uma foto da peça e uma breve descrição da aplicação para uma avaliação inicial da Rijeza.

O que é metalização de peças?

Metalização é um termo usado para descrever diferentes processos de aplicação de revestimentos sobre superfícies metálicas.

Entre eles está a aspersão térmica. Nessa tecnologia, o equipamento aquece e acelera um material metálico, cerâmico ou compósito em direção ao componente que receberá o revestimento.

Ao atingir a superfície preparada, as partículas se deformam e formam camadas sucessivas. Com isso, a superfície ganha propriedades diferentes das do material de base.

Conforme o revestimento e o processo escolhidos, a metalização pode:

• Recuperar dimensões perdidas por desgaste;
• Aumentar a resistência à abrasão;
• Proteger contra corrosão;
• Aumentar a resistência à erosão;
• Modificar características específicas da superfície;
• Prolongar a vida útil de determinados componentes.

A escolha do revestimento e do processo depende da função da peça e das condições reais de trabalho.

Na experiência da Rijeza, a versatilidade da metalização pode contribuir para reduzir o MTTR e aumentar o MTBF.

Em uma siderúrgica, por exemplo, a aplicação elevou o MTBF de uma chapa de desgaste usada na laminação a quente de 3 para 30 dias. Ou seja, a peça alcançou dez vezes o período inicial de operação. Além disso, a empresa reduziu em 40% o custo de substituição das peças.

Leia também: Aspersão térmica: o que é?

Quando a metalização pode ser utilizada?

A metalização pode atender aplicações em que o problema se concentra principalmente na superfície e o componente ainda pode operar com segurança.

No entanto, ela não corrige danos estruturais. Nesses casos, a equipe precisa avaliar outras alternativas, como a seleção de materiais ou a aplicação de tratamentos térmicos.

Entre as aplicações possíveis estão:

• Eixos com desgaste na região de rolamentos ou vedações;
• Sedes de rolamentos com perda dimensional;
• Luvas desgastadas;
• Mancais com desgaste superficial;
• Rotores ou componentes de bombas sujeitos à erosão ou à corrosão;
• Tubos de trocadores de calor com corrosão;
• Cilindros ou rolos com perda dimensional;
• Componentes com desgaste abrasivo localizado;
• Peças cuja substituição apresenta custo elevado ou longo prazo de entrega.

Nesses casos, não basta perguntar: “É possível aplicar metalização?”. Também é necessário entender qual mecanismo provocou o desgaste e que tipo de superfície permitirá que a peça volte a desempenhar sua função.

Por exemplo, um revestimento adequado para abrasão pode não funcionar bem em uma aplicação com impacto, corrosão, cavitação ou temperatura elevada. Além disso, alguns componentes enfrentam uma combinação desses mecanismos.

Por isso, a equipe deve considerar tanto a peça quanto as condições do equipamento em que ela opera.

Metalização serve para recuperação dimensional?

Sim. A recuperação dimensional é uma das aplicações da metalização por aspersão térmica.

Durante a operação, eixos, cilindros, mancais e outros componentes podem perder material nas regiões de contato. Dependendo das condições da peça, a equipe pode depositar uma camada de revestimento e, em seguida, fazer o acabamento necessário para restabelecer as dimensões.

A Rijeza utiliza esse processo, por exemplo, na recuperação de eixos. Dessa forma, a empresa pode evitar a substituição de componentes que ainda apresentam condições estruturais adequadas.

Entre as regiões que a equipe pode avaliar estão:

• Alojamentos e sedes de rolamentos;
• Regiões de vedação;
• Áreas de contato;
• Diâmetros desgastados de eixos;
• Superfícies de cilindros;
• Regiões localizadas de componentes rotativos.

Ainda assim, a equipe precisa analisar cada caso. A dimensão perdida, o material do substrato, a geometria, a carga, o acabamento necessário e a condição geral da peça influenciam a decisão.

Metalização também protege contra desgaste e corrosão?

Sim. Além de recuperar dimensões, os revestimentos aplicados por aspersão térmica podem alterar o comportamento da superfície.

A escolha do material e do processo depende do mecanismo de desgaste. Veja alguns exemplos:

Abrasão

A abrasão ocorre quando partículas ou materiais duros removem progressivamente material da superfície. Para esse tipo de aplicação, a equipe pode avaliar revestimentos duros, como carboneto de tungstênio, carboneto de cromo e Stellite 6.

Erosão

A erosão acontece quando partículas duras transportadas por um fluido atingem a superfície e removem material. Revestimentos usados contra abrasão também podem atender aplicações com erosão, desde que a equipe confirme a compatibilidade com as condições de operação.

Corrosão

A corrosão ocorre quando a superfície reage química ou eletroquimicamente com o meio de trabalho. Como existem diversas ligas disponíveis, é importante identificar as características do ambiente corrosivo antes de escolher o material do revestimento.

O revestimento TSA é amplamente utilizado para proteger superfícies contra a corrosão.

Corrosão associada ao desgaste

Nesse caso, a ação mecânica e a corrosão atuam ao mesmo tempo. Portanto, a equipe precisa considerar os dois mecanismos ao escolher a solução.

Temperatura elevada

Em ambientes quentes, a superfície precisa manter as propriedades necessárias durante a operação. Ligas desenvolvidas para altas temperaturas, como carboneto de cromo e Stellite 6, podem atender a algumas aplicações. Ainda assim, a equipe deve avaliar cada caso.

Em todos esses cenários, identificar o ambiente tribológico e o mecanismo predominante ajuda a selecionar a solução.

Quais materiais podem ser aplicados por metalização?

Uma das vantagens da aspersão térmica é a variedade de materiais disponíveis. Assim, a equipe pode adaptar as propriedades da superfície às condições de trabalho do componente.

Duas peças com o mesmo projeto, por exemplo, podem apresentar comportamentos diferentes conforme o revestimento escolhido.

A seleção depende do mecanismo de desgaste, do substrato, da temperatura, do ambiente de trabalho, do acabamento necessário e do objetivo da aplicação.

Entre as famílias de materiais utilizadas estão:

• Carboneto de tungstênio;
• Carboneto de cromo;
• Aços inoxidáveis;
• Ligas à base de níquel;
• Ligas à base de cobalto;
• Zinco;
• Alumínio;
• Ligas do tipo Stellite;
• Ligas do tipo Inconel;
• Outros revestimentos metálicos, cerâmicos e compósitos.

Não existe uma liga que seja a melhor para todas as aplicações. Um revestimento muito duro pode funcionar bem em determinado ambiente abrasivo, mas não atender a uma aplicação em que predominam impacto, deformação ou outra condição.

Por isso, a equipe deve escolher o revestimento a partir do problema de desgaste, e não apenas pelo nome da liga.

Leia também: O que é resistência ao desgaste?

Principais processos de metalização por aspersão térmica

Existem diferentes tecnologias de aspersão térmica. Cada uma apresenta características próprias de temperatura, velocidade das partículas, materiais aplicáveis, produtividade, aderência e propriedades do revestimento.

Por esse motivo, não há um processo ideal para todas as aplicações.

Metalização por chama ou Flame Spray

A aspersão por chama está entre as tecnologias mais tradicionais de metalização.

Conforme o sistema, a equipe utiliza o material de revestimento em forma de arame ou pó. Uma chama, normalmente oxiacetilênica, aquece o material e o projeta contra a superfície preparada.

Esse processo atende diferentes aplicações de proteção superficial e recuperação de componentes.

Metalização por arco elétrico

Na aspersão por arco elétrico, o equipamento alimenta dois arames metálicos até a região em que se forma um arco. O arco funde o material, enquanto um fluxo de ar ou de outro gás atomiza e projeta as partículas sobre a peça.

Metalização por Arco ElétricoA equipe utiliza esse processo para aplicar revestimentos metálicos em diferentes situações de proteção ou recuperação superficial. Na Rijeza, ele pode receber ligas como aço inoxidável, ferro-cromo e cobre.

Metalização por HVOF

O HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) usa a combustão de combustível e oxigênio para gerar um jato de alta velocidade. Esse jato acelera as partículas do material de revestimento em direção à peça.

A alta velocidade das partículas permite formar revestimentos densos, com baixa porosidade e elevada aderência.

A Rijeza utiliza o HVOF especialmente para aplicar carboneto de tungstênio e carboneto de cromo. Além disso, o processo também atende à aplicação de diversas outras ligas.

Por suas características, o HVOF atende componentes submetidos a condições severas de abrasão, erosão e corrosão. A Rijeza possui três cabines para aplicação robotizada de revestimentos por HVOF.

Conheça também: Revestimento HVOF

Quais peças podem ser metalizadas?

A equipe deve avaliar a geometria, a condição do componente, o ambiente de trabalho e o objetivo da aplicação antes de definir o revestimento.

Entre as peças frequentemente avaliadas estão:

• Eixos;
• Rotores de bombas;
• Luvas;
• Mancais;
• Cilindros;
• Rolos;
• Carcaças;
• Componentes de turbinas;
• Componentes de motores;
• Regiões de vedação;
• Sedes de rolamentos.

Bombas, rotores, carcaças, cilindros, rolos e mancais são exemplos de componentes industriais sujeitos a diferentes mecanismos de desgaste.

Metalização de eixos: quando vale a pena recuperar?

A metalização de eixos é uma das aplicações mais conhecidas da aspersão térmica.

Eixos de motores, bombas, turbinas e equipamentos de transporte podem sofrer desgaste em regiões específicas. Entre os problemas mais comuns estão:

• Perda dimensional;
• Desgaste em regiões de rolamento;
• Desgaste em regiões de vedação;
• Corrosão;
• Abrasão;
• Danos localizados em superfícies de contato.

Quando o restante do componente continua em boas condições, a recuperação da superfície pode ser uma alternativa à fabricação ou à compra de um eixo novo.

Em geral, a equipe prepara a região desgastada, aplica o revestimento selecionado e faz o acabamento dimensional necessário. Além disso, precisa considerar as cargas, as tolerâncias, o acabamento, o material de base e a função da região recuperada.

Quais são as vantagens da metalização de peças?

Quando a aplicação pede esse tipo de solução, a metalização pode trazer benefícios para a operação.

Recuperação sem substituir toda a peça

Em alguns componentes, o desgaste afeta apenas uma pequena região. Nesse caso, recuperar essa área pode preservar parte do valor já incorporado à peça.

Menor aporte térmico em determinados processos

Em muitos processos de aspersão térmica, o substrato não precisa fundir para que o revestimento se forme. Assim, essa característica pode beneficiar componentes sensíveis à deformação ou a alterações metalúrgicas, desde que a equipe defina e controle o procedimento adequadamente.

Superfície selecionada conforme as condições de trabalho

A variedade de revestimentos permite modificar as propriedades da superfície sem necessariamente alterar todo o material usado na fabricação do componente.

Possibilidade de aumentar a vida útil

Quando a equipe identifica corretamente o mecanismo de desgaste e seleciona um revestimento compatível, a superfície pode superar o desempenho do material original naquela aplicação. No entanto, a empresa deve avaliar o ganho em serviço e compará-lo com o histórico anterior.

Possível redução de prazo ou custo de reposição

Em peças de alto valor, grandes dimensões ou reposição demorada, a recuperação pode oferecer vantagens econômicas e operacionais.

Para decidir, a equipe deve considerar mais do que o preço do serviço. Também precisa comparar o prazo e o custo de uma peça nova, o tempo de parada, a frequência de substituição e a vida útil esperada.

Quando a metalização pode não ser a melhor alternativa?

Nem toda peça desgastada deve passar por metalização. Algumas situações exigem investigação antes da decisão, como:

• Trincas ou danos estruturais;
• Deformação excessiva do componente;
• Cargas incompatíveis com o revestimento previsto;
• Geometria que dificulte a aplicação ou o acabamento;
• Substrato inadequado para o sistema escolhido;
• Causa do desgaste ainda não identificada;
• Casos em que outra tecnologia de revestimento ou recuperação possa oferecer melhor desempenho.

A Rijeza trabalha com diferentes tecnologias de engenharia de superfície. Por isso, a avaliação deve começar pela compreensão do problema e das condições de operação.

Como saber qual revestimento utilizar?

A seleção começa pelo diagnóstico. Para avaliar uma aplicação, a equipe precisa entender:

1. Qual é a peça e qual é sua função?
   Um eixo, rotor, mancal ou cilindro pode exigir propriedades diferentes.
2. Onde está o desgaste?
   A localização ajuda a entender o contato, o movimento, a carga e a possibilidade de recuperação.
3. Como a superfície está se desgastando?
   Abrasão, erosão, corrosão, cavitação, impacto e atrito podem exigir soluções diferentes.
4. Em quais condições a peça opera?
   Temperatura, velocidade, pressão, partículas, fluido, umidade e ciclos de operação influenciam o comportamento do revestimento.
5. Qual resultado a aplicação precisa alcançar?
   Recuperar uma dimensão, aumentar a vida útil, reduzir a frequência de manutenção, evitar corrosão ou diminuir paradas são objetivos distintos.

Uma fotografia da região desgastada e algumas informações sobre a operação podem ajudar na avaliação inicial. Já os projetos mais complexos podem exigir desenhos, a peça física, o histórico de falha, dados do processo ou uma análise técnica.

Tem uma peça para recuperar? Envie uma foto para análise

Se você tem um eixo, rotor, luva, mancal, cilindro ou outro componente com perda dimensional ou desgaste superficial, a Rijeza pode fazer uma avaliação inicial da aplicação.

Para isso, envie para o nosso email rijeza@rijeza.com.br:

• Uma foto geral da peça;
• Uma foto aproximada da região desgastada;
• O equipamento que utiliza o componente;
• Uma descrição do problema;
• Se disponíveis, o material, o desenho ou as dimensões da região.

Com essas informações, a equipe pode verificar se a metalização atende à aplicação ou se outra tecnologia de revestimento oferece melhor resultado.

Perguntas frequentes sobre metalização de peças

O que é metalização de peças?

Metalização é um termo usado para diferentes processos de aplicação de revestimentos sobre uma superfície. Na indústria, o termo costuma estar associado à aspersão térmica, em que o equipamento projeta partículas metálicas, cerâmicas ou compósitas sobre uma peça preparada.

Para que serve a metalização?

A metalização pode recuperar dimensões, proteger contra abrasão, erosão ou corrosão e modificar as propriedades superficiais de componentes industriais.

É possível recuperar um eixo desgastado por metalização?

Em muitas situações, sim. A equipe pode avaliar regiões de eixos com perda dimensional para recuperação por aspersão térmica e posterior acabamento. A viabilidade depende da condição da peça, do material, da geometria, da carga e da função da região.

Metalização e aspersão térmica são a mesma coisa?

Metalização é um termo amplamente usado no mercado para diferentes processos de revestimento. Já aspersão térmica é a denominação técnica de uma família de processos que projeta materiais aquecidos sobre uma superfície para formar um revestimento.

Qual é o melhor material para metalização?

Não existe um único material indicado para todas as aplicações. A seleção depende do mecanismo de desgaste, da temperatura, da corrosão, do substrato, da carga, do acabamento e das demais condições de serviço.

O material mais adequado deve atender aos requisitos técnicos da aplicação e oferecer uma relação favorável entre custo e resultado. Essa avaliação pode considerar, por exemplo, o custo por tonelada, por hora de operação ou por volume produzido.

HVOF é um processo de metalização?

Sim. O HVOF faz parte da família de processos de aspersão térmica. A equipe usa esse processo quando a aplicação exige características específicas de densidade, aderência e resistência ao desgaste. Entre os materiais aplicados por HVOF estão o carboneto de tungstênio e o carboneto de cromo.

Metalização serve apenas para eixos?

Não. Conforme a viabilidade técnica, a equipe também pode aplicar metalização em rotores, luvas, cilindros, rolos, mancais, carcaças, peças de turbinas hidrelétricas, ferramentas de conformação e outros componentes industriais. A Rijeza não realiza metalização de peças plásticas.

Vale mais a pena recuperar ou comprar uma peça nova?

Depende da aplicação. A comparação deve considerar o custo da recuperação e da peça nova, o prazo de reposição, a criticidade do equipamento, o tempo de parada e o desempenho esperado após o reparo.

Em alguns casos, clientes da Rijeza compram uma peça nova e aplicam um revestimento antes de colocá-la em operação. Essa estratégia pode trazer retorno quando o revestimento atende às condições de trabalho da peça.

Veja o estudo de caso: Revestimentos aplicados por Aspersão Térmica

Avaliação técnica de metalização e recuperação de peças

A escolha de um revestimento não deve começar apenas pelo material ou pelo processo. A Rijeza avalia a solução conforme a função da peça, o mecanismo de desgaste, o material de base, as condições de trabalho, o dimensional necessário e o resultado esperado.

Assim, a equipe pode verificar se a metalização é tecnicamente adequada e qual sistema de revestimento tem maior potencial para a aplicação.

Tem uma peça desgastada? Envie uma foto e as informações da aplicação para uma avaliação técnica da Rijeza.