UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA UFSC DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA EMC GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS KAIO GONÇALVES PEREIRA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA UFSC DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA EMC GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS KAIO GONÇALVES PEREIRA RELATÓRIO ESTÁGIO CURRICULAR II Jaraguá do Sul 2011

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA UFSC DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA EMC GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS WEG Equipamentos Elétricos S/A RELATÓRIO ESTÁGIO CURRICULAR II Período: 5 de setembro a 16 de dezembro de 2011 Aluno: Kaio Gonçalves Pereira Matrícula: Orientador: José Antonio Farias Concordamos com o conteúdo do relatório Jaraguá do Sul, 16 de dezembro de 2011.

3 WEG Equipamentos Elétricos S/A Av. Prefeito Waldemar Grubba, 3000 Jaraguá do Sul SC Brasil CEP: Fone: (47) / Fax: (47)

4 AGRADECIMENTOS A WEG pela oportunidade de realização de estágio. Ao José Antonio Farias, pela orientação, paciência e pela ajuda durante este estágio. À Universidade Federal de Santa Catarina, ao curso de Graduação em Engenharia de Materiais e a Coordenação de Estágios por oferecer a oportunidade de uma formação diferenciada e de qualidade. A todos colegas de trabalho, por me receberem bem na empresa, pela amizade e ajuda nas atividades realizadas. Ao Sr. Bujung Witarsa pelos ensinamentos, conselhos e amizade. À minha mãe Magali pelo carinho e por sempre me motivar. Enfim, agradeço a todos que de certa forma contribuíram para uma boa realização deste período de estágio.

5 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Tratamentos Termoquímicos Difusão Cementação Cementação sólida ou em caixa Cementação a gás Cementação líquida Avaliação da profundidade da camada cementada Disjuntores Definição Disjuntores Termomagnéticos DESENVOLVIMENTO Cementação das peças do disjuntor Introdução Objetivos Materiais e Métodos Resultados e Discussões Conclusão Proposta de alternativas a cementação Introdução Objetivos Materiais e Métodos Resultados e Discussões Conclusão CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO A Histórico da Empresa ANEXO B Cronograma das atividades desenvolvidas durante o estágio... 30

6 1 INTRODUÇÃO O presente relatório tem como objetivo descrever as atividades relacionadas à engenharia de materiais, que foram desenvolvidas na Seção de Engenharia Industrial da empresa WEG Equipamentos Elétricos S.A, durante o período de estágio curricular compreendido entre 5 de setembro e 16 de dezembro de Além das atividades que serão descritas, houve a oportunidade de conhecer os diversos setores e unidades da empresa, a qual produz a maior parte dos componentes de seus produtos. Sendo possível conhecer na prática alguns processos como injeção de alumínio, injeção de polímeros, trefilação, estampagem, usinagem, fundição. O relatório abordará a adequação do processo de cementação de uma peça do dispositivo de desarme de um disjuntor, que após o tratamento, por vezes, não atendia os requisitos de qualidade exigidos pelo projeto. Para isso, será feita uma revisão bibliográfica para melhor compreensão do processo em questão, e uma revisão das normas que abordam o método de avaliação da camada cementada. Também será descrita uma proposta de um novo design dessa peça, que eliminaria a necessidade da cementação, assim evitando o refugo devido ao fato de o tratamento não atingir o resultado esperado (empenamento, dureza superficial e profundidade de camada abaixo do especificado). 6

7 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Tratamentos Termoquímicos Tratamentos termoquímicos definem-se como tratamentos aplicados geralmente em aços, que utilizam da temperatura para ativar o processo de difusão, e assim alterar parcialmente a composição química da superfície do material. Tem como objetivo aumentar a dureza e a resistência à abrasão, ao mesmo tempo em que o núcleo permanece tenaz [1-4]. Melhora-se também a resistência à fadiga, pela adição de tensões residuais compressivas na superfície, que atuam no sentido de anular ou reduzir uma tensão trativa de origem externa, reduzindo a probabilidade de nucleação de uma trinca [5]. Os tratamentos mais comuns são [2] : Cementação - se introduz carbono na superfície do aço a temperaturas próximas a 900 ºC, normalmente. Nitretação - nitrogênio é difundido no aço entre 450 e 590 ºC. Carbonitretação - tratamento derivado da cementação, em que o carbono e o nitrogênio são introduzidos no aço a temperaturas entre 800 e 900 C. Cianetação - carbono e nitrogênio são absorvidos pela imersão o aço em um banho de sais de cianetos fundidos. Nitrocarbonetação - difusão do carbono e nitrogênio no aço no estado ferrítico. Os tratamentos termoquímicos podem ser realizados em diferentes meios como gasoso, líquido, sólido e plasma, mas cada um requer condições específicas (tempo, temperatura) e apresentam resultados distintos em termos de dureza da camada e controle da profundidade da camada. [4] Difusão Como mencionado anteriormente, os tratamentos termoquímicos ocorrem através do processo de difusão. Este fenômeno é caracterizado pelo transporte de material pelo movimento de átomos. A movimentação desses átomos segue o sentido de alta concentração para o de baixa concentração. [5] 7

8 A maior parte dos tratamentos termoquímicos envolve a adição de carbono e/ou nitrogênio, que, por serem solutos intersticiais (pequenos o suficiente para se deslocarem pelos espaços entre os átomos da rede do material sob difusão, como ilustrado na Figura 1), difundem-se com relativa rapidez no aço, viabilizando a realização desses tratamentos. [2] Figura 1: Ilustração do fenômeno de difusão intersticial de um gás em um material a partir da superfície e o gráfico indicando o perfil de concentração do elemento em difusão após certo tempo exposto a condições favoráveis ao fenômeno. Adaptado [2] A profundidade da camada de difusão apresenta dependência entre o tempo e temperatura e pode ser expressa por: onde a constante de difusão, k, depende da temperatura, composição química do aço e da concentração da espécie de difusão, e t o tempo de tratamento. [3,4] A figura a seguir indica o efeito do tempo na variação do perfil de concentração da espécie em difusão para uma mesma temperatura. Figura 2: Perfil de concentração da espécie em difusão tomado em três tempos diferentes t 1, t 2 e t 3. Adaptado [5] 8

9 2.1.2 Cementação É um processo clássico de endurecimento superficial [1]. Consiste no enriquecimento de carbono na superfície do aço, através da exposição do material a elevadas temperaturas e em contato com substâncias carbonáceas, e após de convenientemente temperado, atinge dureza superficial elevada. Para tal tratamento, são empregados aços com composição inferior a 0,3% em carbono. [1-4] As temperaturas são geralmente na faixa de 850 a 950 C, onde o aço se encontra na fase austenítica (γ), a qual apresenta maior solubilidade de carbono em relação à ferrita (fase α), como pode ser observado na Figura 3. [1-4] Figura 3: Diagrama de fase Fe-C. Observa-se que na região da fase austenítica a solubilidade máxima de C é de 2,14% (1147 C), enquanto que a ferrita apresenta solubilidade máxima de 0,022% de C (727 C). Adaptado [5] Não é comum o uso de temperaturas muito elevadas de tratamento (apesar de ser favorável a difusão), para evitar o crescimento indesejado dos grãos, que resultariam em uma estrutura frágil e de propriedades inadequadas às aplicações dos componentes tratados [5]. Este recurso só é utilizado para reduzir o tempo do ciclo de cementação e/ou 9

10 atingir camadas mais profundas com teor de carbono elevado, como pode ser observado na Figura 4 [4]. Para isso, a maioria dos aços para cementação são acalmados (desoxidados pela adição de alumínio), que mantém os grãos finos até temperaturas de aproximadamente 1040 C, pela formação de pequenas partículas de alumina (Al 2 O 3 ) que atuam como ancoramento mecânico nos contornos de grão, impedindo o crescimento dos mesmos [1,3,4]. Figura 4: Curvas mostrando a influência da temperatura e do tempo na penetração superficial de carbono no processo de cementação. [1] O teor de carbono atingido na superfície do aço é ajustado, em geral, entre 0,8 e 1%, mas é geralmente limitado a 0,9%, pois pode resultar em austenita retida e fragilidade, devido à formação de cementita (Fe 3 C) proeutetóide nos contornos de grão. [1-4] Abaixo está ilustrada a formação da cementita proeutetóide através do diagrama de fases Fe-C e uma micrografia de um aço com microestrutura perlítica com cementita nos contornos de grão. 10

11 Figura 5-a: Representação esquemática das microestruturas formadas a partir da região austenítica até abaixo da temperatura eutetóide, para um aço hipereutetóide (0,76 a 2,14% C). Adaptado [5] Figura 5-b: Micrografia de um aço com 1,4% C com microestrutura perlítica com uma rede de cementita envolvendo os grãos. Ampliação de 1000x. [5] Após a cementação, o material é temperado para, assim, atingir os objetivos do processo (elevada dureza superficial, maior resistência à abrasão, aumento da resistência à fadiga). A microestrutura formada varia da superfície para o interior do núcleo, pois há um gradiente de concentração de carbono e uma taxa de resfriamento decrescente neste sentido, como pode ser melhor visualizada na Figura 6 a seguir. 11

12 Figura 6: Esquema comparativo entre a microestrutura formada e o diagrama TTT, mostrando a mudança da concentração e taxa de resfriamento da superfície ao núcleo da peça cementada. Adaptado [2] Cementação sólida ou em caixa Neste processo, a peça é colocada entre camadas de misturas carburizantes em uma caixa de aço resistente ao calor. Essas misturas são compostas de uma fonte de carbono e de substâncias ativadoras, que facilitam a redução deste elemento, aumentando sua velocidade de fornecimento. [1-4] Geralmente o tratamento é realizado entre temperaturas de 815 a 950 C. Sendo que o teor de carbono da camada cementada está diretamente ligado à temperatura do processo, sendo que quanto mais carbono é desejado na camada, maior deve ser a temperatura. [3,4] 12

13 Outro parâmetro que ajusta a concentração de carbono ao final do tratamento é a porcentagem de ativador da mistura, que em menores quantidades resultam na redução do fornecimento do elemento de difusão e consequentemente menores teores de carbono são atingidos. [1] Dentre as vantagens do processo estão [1,3,4] : Pode utilizar uma ampla variedade de fornos, pois não exige uma atmosfera controlada. Equipamentos baratos. É eficiente e econômico para o processamento de pequenos lotes. O resfriamento pode ser lento, o que é favorável às peças que precisem ser usinadas para o acabamento antes do processo de têmpera. As principais desvantagens são [1,3,4] : Não é tão limpo, quanto aos outros métodos. Não permite um controle preciso de camada (teor de carbono superficial, gradiente de concentração e profundidade). A massa total da caixa, mistura e peças faz com que a velocidade de aquecimento e resfriamento seja reduzida, resultando num maior tempo de processo. A mistura reduz sua eficiência com o tempo Cementação a gás No processo de cementação a gás a fonte de carbono é uma atmosfera gasosa. Geralmente o tratamento é realizado entre temperaturas semelhantes à cementação em caixa, de 815 a 950 C. [1,3,4] As principais vantagens da cementação a gás são [1,3] : Permite maior controle da camada cementada (teor de carbono, profundidade e uniformidade). A mistura carbonetante é definida e estável, não perdendo sua eficiência com o passar do tempo. O gás utilizado é protetor (não há possibilidade de oxidação). 13

14 Possibilita a têmpera direta, reduzindo custo e tempo relacionados ao acréscimo de outras etapas no processo. Dentre as desvantagens estão [1,3] : Exige aparelhagem complexa de controle e de segurança. Maior número de parâmetros a serem controlados Cementação líquida A cementação líquida é realizada em banho de sais fundidos, onde o aço e mantido a temperaturas acima de Ac 1. Existem basicamente dois tipos de cementação líquida, a de baixa temperatura e de alta temperatura. O primeiro é geralmente realizado na faixa de 840 a 900 C, resulta em camadas que variam entre 0,08 e 0,80 mm e possui um mecanismo de cementação complexo, devido ao número de produtos finais e intermediários que se formam. Já a cementação de alta temperatura é realizada entre 900 e 955 C, nela se obtém camadas mais profundas, de 0,5 a 3,0 mm. Temperaturas acima de 950 C aceleram o processo de difusão, mas geram gastos pela necessidade de manutenção do banho, devido à oxidação dos sais, e também aceleram a deterioração do equipamento. [1,3,4] A camada produzida pode ser comparada a resultante de um processo de cementação gasosa em uma atmosfera contendo alguma quantia de amônia. No entanto, pelo fato do líquido fornecer um aquecimento mais rápido (característica de transferência de calor superior da solução de sais fundidos), o tempo de ciclo para a cementação líquida é mais rápido que da cementação gasosa. [4] As principais vantagens do processo de cementação líquida são [1] : Rapidez obtenção de consideráveis profundidades de camada em um tempo relativamente curto. Não é necessário pré-aquecimento das peças, que entram diretamente em contato com os sais fundidos e logo atingem a temperatura do banho. Proteção efetiva contra oxidação e descarbonetação. Facilidade de colocar as peças no banho. Maior controle da profundidade de penetração. 14

15 Possibilidade de operação contínua, pela colocação ou retirada de peças, enquanto outras estão em tratamento. Possibilidade menor de empenamento. Maior facilidade de produzir cementação localizada. Algumas precauções são necessárias para realização do processo [1,3] : Cianetos são venenosos em altas temperaturas, portanto os fornos exigem exaustão. As peças devem estar limpas e secas para a introdução no banho de sais, para que a sujeira não interfira no processo de difusão e nem contamine a fonte de carbono, e no caso da água, quando em contato com os sais fundidos, evapora com uma força explosiva. Deve ser feito o controle da concentração de carbono do banho, pois este elemento é consumido ao longo do processo, diminuindo a ação carbonetante Avaliação da profundidade da camada cementada A profundidade da camada endurecida pode ser avaliada por meio de uma série de indentações de dureza, e isso é descrito em várias normas, como DIN 50190, ISO 4507 e ISO 2639 [6], sendo que a última foi utilizada como fundamentação para a criação da norma interna TIM-1241 em 2010 [7], a qual tem como documentos complementares as normas TIM-0063E [8], NBR ISO 6507 [9] e DIN [10] para medição de dureza. A profundidade de cementação tem como definição a distância perpendicular entre a superfície e a camada tendo uma dureza limite de 550 HV 1 medida sob uma carga de 9,81 N (1 kgf). [7,11] A medição é realizada na seção transversal da peça. A amostra deve ser preparada metalograficamente e polida de modo a permitir uma correta medição do tamanho das impressões de dureza. Devem-se tomar todas as precauções para evitar o arredondamento das bordas de modo a não interferir no ensaio, pois isso poderia gerar problemas, como impressões assimétricas, fato que invalidaria a medida. [7,9,11] 15

16 A determinação da profundidade cementada é dada através da evolução das durezas medidas em uma seção transversal normal à superfície. É obtida graficamente a partir de uma curva representando a variação em dureza como uma função da distância vinda da superfície da peça. Quando o valor de dureza desejado (550 HV 1 ) estiver entre dois pontos medidos, utiliza-se o método da interpolação para a obtenção da profundidade, pois a evolução da dureza pode ser representada, de forma aproximada, por uma linha reta na região final da camada de cementação, como pode ser visto na Figura 7. [7,11] A profundidade de cementação CHD (case-hardened depth) é calculada por meio da seguinte equação: onde d 1 é o ponto de dureza maior que a especificada e mais próximo da superfície, d 2 o ponto de dureza menor que a especificada, H S a dureza especificada, H 1 e H 2 são as durezas medidas nas distâncias d 1 e d 2, respectivamente. [7,11] Figura 7: Verificação matemática da profundidade de cementação. Adaptado [11] Pode-se também definir, de acordo com a norma SAE J 0423 [12], que a camada total cementada corresponde à distância da superfície até o ponto onde as diferenças nas propriedades químicas ou físicas da camada e núcleo não podem mais ser distinguidas. 16

17 2.2 Disjuntores Definição Dispositivo de manobra (mecânico) e de proteção capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito, assim como estabelecer, conduzir por tempo especificado e interromper correntes em condições anormais do circuito, tais como o curto-circuito. [13] Disjuntores Termomagnéticos Os disjuntores termomagnéticos atuam por: Efeito térmico com sobrecarga. Efeito eletromagnético com corrente de curto-circuito. Em resumo, os disjuntores termomagnéticos possuem três funções básicas: Abrir e fechar os circuitos (manobra). Proteger os condutores e equipamentos contra sobrecarga (dispositivo térmico). Proteger condutores contra as correntes de curto-circuito (dispositivo magnético). Os disjuntores termomagnéticos têm as mesmas funções que os fusíveis, porém, o fusível se queima necessitando de troca enquanto o disjuntor termomagnético desliga-se necessitando ligá-lo depois. Existem três tipos de disjuntores termomagnéticos, os monopolares, bipolares e tripolares. [14] 17

18 3 DESENVOLVIMENTO 3.1 Cementação das peças do disjuntor Introdução Os disjuntores possuem componentes que requerem alta dureza e resistência ao desgaste, mas que mantenham certa tenacidade para que possam suportar o esforço e impacto gerado quando são desarmados. Para tal, especifica-se no projeto o tratamento termoquímico de cementação. Os últimos lotes de peças cementadas fornecidos a WEG apresentaram uma variação na propriedade de dureza e profundidade de camada, demonstrando falta de reprodutibilidade do processo, além de que algumas delas estavam empenando durante as etapas do tratamento. Como meio de solucionar estes problemas, procurou-se um novo fornecedor para desenvolver um processo de cementação que se adequasse as especificações e que mantivesse um padrão de qualidade. Este oferece o serviço de cementação líquida. Nas descrições de projetos e desenhos técnicos, a dureza de peças cementadas era especificada em HR C, que não é utilizado para medições de camadas superficiais, por gerar uma impressão muito grande, no entanto, o que se costuma fazer é medir em uma escala de dureza recomendada, usualmente Vickers, e utilizar uma tabela de conversão para fornecer o valor em Rockwell [15]. Para maior praticidade e por ser mais apropriada para avaliar tratamentos superficiais, foi proposto que se adotasse a dureza Vickers como padrão nas especificações. Para o desenvolvimento deste trabalho, selecionou-se a peça que apresentava maiores problemas durante o tratamento de cementação Objetivos Objetiva-se alcançar os resultados requeridos, de acordo o projeto e desenho da peça, e ao final, o material deve apresentar maior dureza superficial em relação ao mesmo sem o tratamento e manter o núcleo tenaz. Deseja-se também que a peça não sofra deformações (empenamento) significativas após o processo, evitando operações posteriores ou mesmo o seu descarte. 18

19 Os valores mencionados estão apresentados no Quadro 1 abaixo. Quadro 1: Objetivos do tratamento de cementação a gás da peça em aço SAE Material Aço SAE 1010 Dureza superficial Profundidade de camada 345 a 392 HV 0,15 a 0,20 mm Materiais e Métodos Um pequeno lote de peças foi enviado ao fornecedor para realização da cementação líquida. Parte deste lote será apenas temperado e a outra fração será temperada e revenida, após a cementação. Isto será feito para fins de comparação e para ter conhecimento da dureza máxima atingida pela cementação e têmpera do material. Observa-se que o valor especificado não se enquadra ao procedimento de avaliação da camada cementada descrito pela norma, portanto foi feito um acordo entre as partes, sendo que seria avaliada a dureza superficial da peça tratada e a dureza deveria atingir o valor de até 50 HV a uma distância de 0,20 mm da superfície. Para testar a se a pela sofreu deformações significativas que a impediria de seguir na linha de produção para montagem do dispositivo, criou-se uma ferramenta simples, que consiste em um bloco de aço com uma fenda que a peça encaixa perfeitamente. Portanto avaliação é apenas qualitativa, mostrando se a peça está adequada ou não. Para melhor visualização, segue a sequência de imagens a seguir, mostrando como é feito este teste. Figura 8: Imagens em sequência do procedimento de teste para verificar se a peça apresenta empenamento. 19

20 3.1.4 Resultados e Discussões Após o recebimento do lote de peças cementadas, foi avaliado o empenamento gerado pela cementação, e uma amostra de cada tratamento (com e sem revenimento) foi enviada para o setor de P & D da WMO para análise metalográfica e medições de dureza (dureza superficial e perfil de dureza). Os resultados obtidos no processo de cementação estão apresentados na Tabela 1 a seguir. Tabela 1: Resultados do processo de cementação e têmpera, sem revenimento e com revenimento, da peça de material SAE Material aço SAE 1010 Sem revenimento Com revenimento Distância da superfície (mm) Dureza (HV 0,2 ) Dureza (HV 0,2 ) 0, , , , , , , , , , , Núcleo Para efeito de comparação, estão apresentados abaixo o Gráfico 1, com os perfis de dureza obtidos, e as micrografias resultantes dos dois tratamentos. 20

21 Gráfico 1: Gráfico microdureza (HV 0,2 kg) em função da profundidade (mm) em relação à superfície, descrevendo o perfil de dureza para as peças cementadas e temperadas, com e sem revenimento. Figura 9: Micrografia da superfície da peça cementada (aço SAE 1010), sem revenido. Ampliação 100x, ataque nital 2%. 21

22 Figura 10: Micrografia da superfície da peça cementada (aço SAE 1010), com revenido. Ampliação 100x, ataque nital 2% Conclusão Observa-se que os valores de dureza medidos para peça com revenimento se encontram de acordo com que se desejava e a avaliação do empenamento das peças mostrou que elas estavam aptas a seguiram na linha de montagem, pois não apresentavam deformações significativas. Portanto o processo está conforme o solicitado, sendo então o procedimento aprovado para avaliação de maiores lotes de peças. 22

23 3.2 Proposta de alternativas a cementação Introdução Tendo em vista as complicações geradas pelo processo térmico (empenamento, tensões internas, necessidade de controle de parâmetros, etc), almejava-se uma via alternativa para atingir as propriedades requeridas pelo componente do disjuntor, e se possível, como é sempre desejado na indústria, uma redução de custo e etapas de produção. Foi proposta, então, a mudança do material de aço SAE 1010, para algum que apresentasse maiores propriedades mecânicas e, para eliminar o processo de zincagem, algum material que possuísse maior resistência à corrosão. O motivo pelo qual a peça era fabricada no aço SAE 1010 era a necessidade de o material apresentar ductilidade e conformabilidade suficiente para que fosse feita uma rosca, indicada na Figura 11, para a fixação da peça na carcaça do disjuntor, junto com os outros componentes do dispositivo de desarme. Figura 11: Projeção em perspectiva da peça em que se deseja eliminar o processo de cementação, através da mudança do material em que é fabricada. Em destaque a região da rosca que demanda que o material possua alta conformabilidade. 23

24 3.2.1 Objetivos Dentre os objetivos da proposta, estão: Eliminar o processo de cementação, através da alteração do material utilizado para fabricação da peça. Garantir bom desempenho do componente, aproximadamente 6000 manobras. Não apresentar deformação ou desgaste que cause o mau funcionamento do sistema de desarme do disjuntor. Avaliar o material mais adequado para substituir a placa Materiais e Métodos Por questões de preço e disponibilidade, os materiais selecionados para os testes são: SAE 1045, SAE 1070, AISI 304 e AISI 416. Como, de um modo geral, a conformabilidade é diminui com o aumento da resistência mecânica, se fez necessário um novo design para a peça, tornando a rosca uma peça separada, que seria apenas encaixada no conjunto. Essa nova rosca é feita de aço SAE 1010 e usinada para atingir seu formato e dimensões finais. O projeto encontra-se nas primeiras etapas de teste, portanto não será descrito o teste de avaliação das manobras suportadas pelo componente Resultados e Discussões Assim como foi mencionado anteriormente, o projeto ainda encontra-se em desenvolvimento. Os resultados obtidos até então se restringem ao novo desenho do componente (Figura 12). 24

25 Figura 12: Projeção em perspectiva do novo desenho da peça, proposto para se eliminar o processo de cementação, através da mudança do material que é fabricado. Em destaque a região da rosca que corresponde a uma peça feita separadamente e encaixada na estrutura principal. Constatou-se que o custo de fabricação da peça com a rosca é muito elevado, portanto buscou-se um componente que seja atualmente fabricado para outro produto, que possa ser utilizado para mesma finalidade. Foi encontrada uma peça feita em latão que possui dimensões semelhantes, necessitando apenas uma pequena mudança no desenho e atualmente o componente encontra-se em preparação para testes Conclusão O novo desenho se mostrou uma boa solução para o problema encontrado para a peça, mas ainda serão feitos testes mecânicos para verificar qual material possui melhor desempenho mecânico para a aplicação em questão. Esta solução elimina necessidade de serviços de outras empresas (cementação, zincagem), assim gerando uma redução de custos, através da eliminação de refugo e maior velocidade de produção devido à redução do número de processos na linha. 25

26 4 CONCLUSÃO A primeira etapa do desenvolvimento em conjunto com o novo fornecedor do tratamento termoquímico das peças do dispositivo de desarme do disjuntor foi concluída com sucesso, mostrando que a cementação é viável e que é possível atingir um controle do processo de forma a manter o refugo em níveis baixos. Mas se faz necessária a verificação se os padrões de qualidade se mantêm em um lote com maior volume, e também uma avaliação quanto ao custo final da peça entre todas as alternativas desenvolvidas para o componente, para que seja possível definir a melhor opção. O período de estágio foi muito importante na formação profissional e pessoal. Esta experiência mostrou o que é a rotina de um ambiente de trabalho em uma empresa de grande porte como a WEG, as regras que devem ser seguidas e a importância da colaboração e do trabalho em equipe. A experiência prática é essencial para formação de um engenheiro e uma grande oportunidade que o curso de Engenharia de Materiais da UFSC oferece através do convênio universidade-empresa, sendo de grande valor para ambas as partes. Para o próximo estagiário, sugere-se que: Dê continuidade ao desenvolvimento de um protetivo para os núcleos dos contatores, o qual seja capaz de substituir a pintura que é utilizada atualmente como forma de proteção à corrosão. Avaliar se houve um ganho efetivo na resistência a corrosão ao trocar-se a composição do aço utilizado nos núcleos dos contatores para um de maior teor de alumínio. Acompanhar o fornecimento das peças cementadas para certificar que o padrão de qualidade é mantido e realizar teste mecânico para verificar se a especificação do projeto está adequada às necessidades do componente. 26

27 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] CHIAVERINI, V. Aços e ferros fundidos. 7 ed. São Paulo: ABM, [2] COLPAERT, H. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. 4 ed. São Paulo: Blucher, [3] WICK, C.; VEILLEUX, R. F. Tool and manufacturing engineers handbook. 4 ed. Dearborn: SME, [4] METALS HANDBOOK, Vol. 4: Heat Treating. ASM International, [5] CALLISTER, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma introdução. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, [6] BUCAN, P. Repeatable, Reproducible Preparation and Hardness Depth Measurement of Surface-Hardened Steels. Industrial Heating, [7] INTERNATIONAL STANDARD. Steels: Determination and verification of the depth of carburized and hardened cases, ISO Genebra, [8] WEG. Laboratório Pesquisa e Desenvolvimento. TIM-1241, Avaliação da profundidade de cementação e carbo-nitretação em materiais metálicos. Jaraguá do Sul, [9] WEG. Laboratório Pesquisa e Desenvolvimento. TIM-0063E, Determinação da dureza Vickers com pequenas e micro cargas. Jaraguá do Sul, [10] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Materiais Metálicos - Ensaio de dureza Vickers Parte 1: Métodos de ensaio, NBR NM ISO [11] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG. Testing of metallic materials, DIN [12] The Engineering Society for Advancing Mobility Land Sea Air and Space INTERNATIONAL. Methods of measuring case depth, SAE J Warrendale,

28 [13]ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Dispositivos de manobra e comando de baixa tensão Parte 2: Disjuntores, NBR IEC Rio de Janeiro, [14] BERNARDO, P.; BARRETO, R. M. S. Instalações elétricas: Disjuntores. IFF, Rio de Janeiro. [15] SOUZA, S. A. Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos: Fundamentos teóricos e práticos. 5 ed. São Paulo: Blucher,

29 ANEXO A Histórico da Empresa O caminho de sucesso empresarial de Werner Ricardo Voigt, Eggon João da Silva e Geraldo Werninghaus começou em 16 de setembro de 1961, quando os três fundaram a Eletromotores Jaraguá. Anos mais tarde, a empresa criada por um eletricista, um administrador e um mecânico viria a ganhar uma nova razão social, a Eletromotores WEG SA. O nome é a feliz junção das iniciais dos três fundadores. A trajetória da empresa ao longo destes anos é marcada pelo êxito. Uma das maiores fabricantes de equipamentos elétricos do mundo, a WEG atua nas áreas de comando e proteção, variação de velocidade, automação de processos industriais, geração e distribuição de energia e tintas e vernizes industriais. No país, o grupo tem sua sede e principais unidades industriais em Jaraguá do Sul/SC. Suas demais fábricas estão espalhadas por Rio Grande do Sul (Gravataí), Santa Catarina (Blumenau, Guaramirim, Itajaí e Joaçaba), São Paulo (São Paulo, São Bernardo do Campo e Hortolândia), Amazonas (Manaus), Espírito Santo (Linhares). No exterior, a WEG possui unidades fabris na Argentina, México, Portugal, África do Sul, China e Índia, além de instalações de distribuição e comercialização nos EUA, Venezuela, Colômbia, Chile, Alemanha, Inglaterra, Bélgica, França, Espanha, Itália, Suécia, Austrália, Japão, Cingapura, Índia, Rússia e nos Emirados Árabes Unidos. Produzindo inicialmente motores elétricos, a WEG começou a ampliar suas atividades a partir da década de 80, com a produção de componentes eletroeletrônicos, produtos para automação industrial, transformadores de força e distribuição, tintas líquidas e em pó e vernizes eletroisolantes. Cada vez mais a empresa está se consolidando não só como fabricante de motores, mas como fornecedor de sistemas elétricos industriais completos. [Fonte: 29

30 ANEXO B Cronograma das atividades desenvolvidas durante o estágio Estagiário: Kaio Gonçalves Pereira Orientador: José Antonio Farias Período: 5 de setembro a 16 de dezembro de 2011 Cronograma de Atividades de Estágio Atividades Desenvolvidas Integração Revisão Bibliográfica Desenvolvimento de tratamento superficial para engate de mecanismo de disjuntores Definir e especificar método de medição de camada de cementação e requisitos de produto Estudo do processo de produção contator Desenvolvimento de protetivo para núcleo de contatores Auxílio à equipe de engenharia em problemas e desenvolvimento de materiais Elaboração do Relatório 30