segunda-feira, 3 de agosto de 2009
Tupy ganha mercado com liga especial para motores
A Tupy Fundições fechou um contrato para exportar blocos de motores para a Ford da Inglaterra. Até aí, nada de especial. Não é a primeira vez que a empresa brasileira fornece peças para montadoras no exterior. A novidade do negócio está no material utilizado nos blocos: chama-se CGI, ou ferro fundido vermicular.
O ferro CGI (Compacted Graphite Iron, em inglês) tem praticamente o dobro da resistência mecânica do ferro fundido cinzento, tradicionalmente usado em blocos de motor, e está se transformando, ao que tudo indica, na vedete das montadoras que produzem veículos movidos a diesel. Isso porque, com resistência maior, é possível fazer motores mais potentes do mesmo tamanho, ou então motores mais compactos com a mesma potência. Com a vantagem adicional de que proporcionam combustão mais eficiente e, portanto, são menos poluentes. Motores a diesel em geral poluem mais do que os a gasolina.
É essa última característica, aliás, que faz a fama do CGI. Com padrões rígidos e avançados para o controle da poluição atmosférica, alguns países da Europa querem automóveis ainda mais limpos. Nos motores a diesel, a pressão exercida pelos pistões é mais elevada, e havia-se chegado a um limite que os materiais tradicionalmente utilizados não conseguem ultrapassar. Para aumentar a pressão em blocos de alumínio, seria preciso aumentar a espessura das paredes, o que acabaria atrapalhando o sistema de resfriamento. Blocos feitos com ferro cinzento ficariam cada vez mais pesados para cumprir essa exigência.
'Estava-se chegando a um impasse, e o ferro vermicular é uma das soluções', afirma Wilson Luiz Guesser, chefe da divisão de Engenharia Metalúrgica da Tupy. 'Talvez essa seja a maior mudança das últimas décadas em blocos de motor', diz Luis Guedes, diretor da Unidade de Empreendimento Blocos e Cabeçotes. 'Existia uma tendência de fazê-los em alumínio, mas foi neutralizada com o CGI.'
Estrias - A composição do ferro fundido vermicular é muito similar à do cinzento. A grande diferença está na presença de magnésio. No tradicional, o cinzento, não há magnésio, ou há quantidade muito pequena. No vermicular, o elemento químico tem de ser mantido em uma faixa bastante estreita, entre 0,010% e 0,012%. Se houver mais do que isso, o ferro deixa de ser vermicular e perde suas características. O ferro fundido nodular, que tem outras propriedades - é utilizado na fabricação de girabrequins, por exemplo - pode ter entre 0,035% e 0,060% de magnésio em sua composição.
A presença de magnésio na quantidade exata faz com que se formem, no ferro fundido, estrias grossas, ou 'vermes' de grafita - daí o nome vermicular. No ferro cinzento, a grafita aparece em forma de veios finos e, no nodular, como bolinhas ou nódulos. É isso que determina a resistência do material. No cinzento, o limite de resistência é de 250 MegaPascal (MPa); no vermicular, de 450 MPa; e no nodular, de 700 Mpa.
Uma vez que precisa ser mantido dentro dessa margen porcentual tão estreita, a rota para fabricação do ferro fundido vermicular é mais complicada do que a de seus correlatos. Era justamente aí que o processo emperrava. O ferro vermicular é conhecido há pelo menos duas décadas. A receita para fazê-lo podia ser seguida em laboratórios, mas nas fundições era difícil manter o magnésio no nível desejado. A matéria-prima dos fabricantes é sucata, cuja composição varia de lote a lote. Além disso, o magnésio se evapora durante a fundição, complicando ainda mais o processo. O ferro é fundido a cerca de 1.500ºC, e o ponto de evaporação do magnésio é mais baixo. 'Ele não é estável lá dentro', diz Guesser.
Técnica sueca - Foi só no começo da década de 90 que empresas especializadas em desenvolver tecnologias de ferro fundido passaram a pesquisar métodos para produzir o vermicular em escala industrial. Foram estimulados, segundo Guesser, justamente pela procura por um material mais resistente para produzir motores a diesel. Em linhas gerais, essas empresas acertaram uma forma para controlar a quantidade de magnésio durante o processo de fundição.
Na tecnologia usada pela Tupy, comprada da sueca SinterCast, é feita uma análise da composição do ferro durante a fundição. Com base nos dados colhidos, faz-se uma segunda injeção de magnésio, com um arame, de maneira precisa para se alcançar o nível desejado. Agora o trabalho de desenvolvimento está nas mãos de fundições como a Tupy, que precisam adequar o novo material às peças que produzem. Mesmo com o processo de fundição de ferro vermicular acertado, trabalha-se para ajustar na mesma medida outros passos do processo, como a usinagem, ou acabamento das peças, já que, mais resistentes, são também mais duras.
Fonte: O Estado de São Paulo
Seção: Metalurgia & Distribuição
Publicação:
O ferro CGI (Compacted Graphite Iron, em inglês) tem praticamente o dobro da resistência mecânica do ferro fundido cinzento, tradicionalmente usado em blocos de motor, e está se transformando, ao que tudo indica, na vedete das montadoras que produzem veículos movidos a diesel. Isso porque, com resistência maior, é possível fazer motores mais potentes do mesmo tamanho, ou então motores mais compactos com a mesma potência. Com a vantagem adicional de que proporcionam combustão mais eficiente e, portanto, são menos poluentes. Motores a diesel em geral poluem mais do que os a gasolina.
É essa última característica, aliás, que faz a fama do CGI. Com padrões rígidos e avançados para o controle da poluição atmosférica, alguns países da Europa querem automóveis ainda mais limpos. Nos motores a diesel, a pressão exercida pelos pistões é mais elevada, e havia-se chegado a um limite que os materiais tradicionalmente utilizados não conseguem ultrapassar. Para aumentar a pressão em blocos de alumínio, seria preciso aumentar a espessura das paredes, o que acabaria atrapalhando o sistema de resfriamento. Blocos feitos com ferro cinzento ficariam cada vez mais pesados para cumprir essa exigência.
'Estava-se chegando a um impasse, e o ferro vermicular é uma das soluções', afirma Wilson Luiz Guesser, chefe da divisão de Engenharia Metalúrgica da Tupy. 'Talvez essa seja a maior mudança das últimas décadas em blocos de motor', diz Luis Guedes, diretor da Unidade de Empreendimento Blocos e Cabeçotes. 'Existia uma tendência de fazê-los em alumínio, mas foi neutralizada com o CGI.'
Estrias - A composição do ferro fundido vermicular é muito similar à do cinzento. A grande diferença está na presença de magnésio. No tradicional, o cinzento, não há magnésio, ou há quantidade muito pequena. No vermicular, o elemento químico tem de ser mantido em uma faixa bastante estreita, entre 0,010% e 0,012%. Se houver mais do que isso, o ferro deixa de ser vermicular e perde suas características. O ferro fundido nodular, que tem outras propriedades - é utilizado na fabricação de girabrequins, por exemplo - pode ter entre 0,035% e 0,060% de magnésio em sua composição.
A presença de magnésio na quantidade exata faz com que se formem, no ferro fundido, estrias grossas, ou 'vermes' de grafita - daí o nome vermicular. No ferro cinzento, a grafita aparece em forma de veios finos e, no nodular, como bolinhas ou nódulos. É isso que determina a resistência do material. No cinzento, o limite de resistência é de 250 MegaPascal (MPa); no vermicular, de 450 MPa; e no nodular, de 700 Mpa.
Uma vez que precisa ser mantido dentro dessa margen porcentual tão estreita, a rota para fabricação do ferro fundido vermicular é mais complicada do que a de seus correlatos. Era justamente aí que o processo emperrava. O ferro vermicular é conhecido há pelo menos duas décadas. A receita para fazê-lo podia ser seguida em laboratórios, mas nas fundições era difícil manter o magnésio no nível desejado. A matéria-prima dos fabricantes é sucata, cuja composição varia de lote a lote. Além disso, o magnésio se evapora durante a fundição, complicando ainda mais o processo. O ferro é fundido a cerca de 1.500ºC, e o ponto de evaporação do magnésio é mais baixo. 'Ele não é estável lá dentro', diz Guesser.
Técnica sueca - Foi só no começo da década de 90 que empresas especializadas em desenvolver tecnologias de ferro fundido passaram a pesquisar métodos para produzir o vermicular em escala industrial. Foram estimulados, segundo Guesser, justamente pela procura por um material mais resistente para produzir motores a diesel. Em linhas gerais, essas empresas acertaram uma forma para controlar a quantidade de magnésio durante o processo de fundição.
Na tecnologia usada pela Tupy, comprada da sueca SinterCast, é feita uma análise da composição do ferro durante a fundição. Com base nos dados colhidos, faz-se uma segunda injeção de magnésio, com um arame, de maneira precisa para se alcançar o nível desejado. Agora o trabalho de desenvolvimento está nas mãos de fundições como a Tupy, que precisam adequar o novo material às peças que produzem. Mesmo com o processo de fundição de ferro vermicular acertado, trabalha-se para ajustar na mesma medida outros passos do processo, como a usinagem, ou acabamento das peças, já que, mais resistentes, são também mais duras.
Fonte: O Estado de São Paulo
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