Steel Cord. Introdução

Transcrição

1 Steel Cord Introdução Cabo de aço é um tipo de corda feita de vários arames de aço enrolados em forma de hélice. Quando foi inventado, era comum a utilização de ferro forjado na fabricação destes arames, porém nos dias de hoje o aço é o material utilizado para a fabricação deste produto. Historicamente, o cabo de aço evoluiu das correntes de aço, uma vez que as mesmas apresentaram falhas para diversas utilizações. A flexibilidade do cabo de aço faz com que ele se torne peça essencial para a funcionalidade de guindastes e elevadores, assim como seu uso em gruas, e principalmente em sistemas de elevação de cargas. O que é Steel Cord? Cabo de aço de arame fino ou cordas para fins especiais, que são feitos de aço de alto carbono superior e cuja superfície é revestida com latão. Características Alta resistência mecânica. Alta resistência à corrosão Alta aderência à borracha. Aplicações

2 É aplicado principalmente em pneus de carro, pneus de caminhões leves, pneus de caminhão de carga, pneus de equipamentos pesados e pneus de avião e materiais de outro quadro de borracha. A principal aplicação para o steel cord são os pneus radiais. Pneus radiais x Pneus comuns Pneu diagonal (comum) O pneu é chamado diagonal ou convencional quando a carcaça é composta de lonas sobrepostas e cruzadas umas em relação às outras. Os cordonéis que compõem essas lonas são fibras têxteis. Neste tipo de construção, os flancos são solidários à banda de rodagem. Quando o pneu roda, cada flexão dos flancos é transmitida à banda de rodagem, conformando-a ao solo. Características Desgaste mais rápido - Menor quilometragem; Consumo da combustível mais elevado; Aquecimento muito grande - Lixamento com o solo, fricção entre lonas e a má condução de calor do material têxtil; Aderência não muito boa - Menor área de contato pneu/solo, deformações da Banda de Rodagem; Estabilidade prejudicada - Perda da trajetória causada pelas deformações da Banda de Rodagem; Maior possibilidade de cortes/furos - Carcaça rígida e material têxtil. Pneu radial

3 No pneu radial, os cabos da carcaça estão dispostos em arcos perpendiculares ao plano de rodagem e orientados em direção ao centro do pneu. A estabilização do piso é obtida através de 3 ou 4 lonas de aço sobrepostas. Por ser uma carcaça única, não existe fricção entre lonas - apenas flexão - o que evita a elevação da temperatura interna do pneu. Características Desgaste mais lento - Aumento na quilometragem; Diminuição no consumo de combustível(por ser mais flexível, o pneu proporciona maior conforto e segurança. Durante a rodagem, o pneu Radial tem maior superfície de contato com o solo, o que aumenta sua capacidade de tração.por sua vez, um número maior de tacos em contato com o chão reduz a taxa de patinagem. Todos estes fatores aliados contribuem para a redução do consumo de combustível a uma taxa de 8,6% quando comparado ao desempenho da tecnologia convencional. Redução do aquecimento - Não existe fricção entre lonas da carcaça, diminui o lixamento com o solo e o aço é um excelente condutor de calor; Maior aderência - A área contato pneu/solo é maior e constante; Estabilidade favorecida - Com a redução das deformações da Banda de Rodagem, o pneu segue uma trajetória definida; Menor possibilidade de cortes/furos - Carcaça mais flexível e com uma "alma do aço". Devido a essas diferenças de características o pneu radial vem cada vez mais substituindo os pneus comuns.

4 Decapagem Processo de Fabricação

5 Extração Seca Galvanização Extração Úmida

6 Revestimento A adesão do cordão de aço com a borracha só é possível através do seu revestimento com uma liga de latão de baixa reatividade, com um teor de cobre de pelo menos 55 % em peso, e uma estrutura de alfa-latão micro cristalina substancialmente homogênea. O revestimento incrementa a aderência entre os elementos de aço e a matriz de borracha vulcanizada pela reação química com o enxofre. Solidificação A microestrutura de solidificação tem um efeito importante sobre as propriedades mecânicas de peças fundidas. Neste caso, deseja-se a formação grão equiaxiais, que proporcionam isotropia de propriedades mecânicas. Espera-se também obter grãos muito pequenos, proporcionam o aumento da resistência mecânica do aço, necessário para o processo de trefilação do material. Para isso, é necessário aumentar a quantidade destes grãos.

7 Eletromagnetic Stirring SEM Tecnicas de Solidificação A aplicação da agitação eletromagnética age como meio de refino do grão pela fragmentação mecânica e ruptura de ramificações dentríticas. Promove também um melhor molhamento do metal na superfície do molde, o que facilita a transferência de calor através da interface metal/molde

8 Taxa de Resfriamento Consiste no resfriamento controlado, ou seja, imposição de elevadas taxas de resfriamento para o refino do grão. Para isto, a temperatura mais adequada deverá ser próxima à Tf do aço 72A (1.478ºC), e o suficientemente maior para que o liquido possa tomar a forma da lingoteira (superaquecimento). Através de modelos matemáticos, determinou-se que essa temperatura deva ser de 1490ºC. As imagens a seguir são dos resultados experimentais e exemplificam a macroestrutura em função da temperatura de vazamento.

9 CONCLUSÃO Portanto, pode-se dizer que o steel Cord é um material muito útil e eficaz no que se diz respeito a sua aplicação de reforço em pneus radiais, trazendo longa vida útil e melhorando o desempenho dos pneus. Se comparado os pneus revestidos de steel cord (pneu radial) com o pneu revestido de lona(pneu convecional), nota-se uma grande diferença a favor do pneu radial, que apresenta maior resistência a perfurações, maior flexibilidade, mais segurança e maior economia de combustível. Quanto ao processo de manufatura do steel Cord, pode-se dizer que o aço passa por três tipos de tratamentos: tratamento de superfície para remover as impurezas ; tratamento térmico para obter a microestrutura desejada; e um chapeamento de latão na superfície do fio, para facilitar a aderência entre o fio e a borracha. Tudo isso, realizando-se também, varias etapas de trefilação, que seria a redução de diâmetro do fio, até se obter o diâmetro final desejado. Sua produção é restrita as indústrias produtoras de pneus, que pouco divulgam suas técnicas devido a forte concorrência do mercado. Quanto as técnicas de solidificação, deseja-se a formação grão equiaxiais muito pequenos, em grande quantidade, para que se aumento da resistência mecânica do aço. Aplicando-se agitação eletromagnética, ela age como meio de refino do grão pela fragmentação mecânica e ruptura de ramificações dentríticas, promovendo também um melhor molhamento do metal na superfície do molde, o que facilita a transferência de calor através da interface metal/molde. Outra técnica empregada consiste no resfriamento controlado, ou seja, imposição de elevadas taxas de resfriamento para o refino do grão. Então, para se obter um steel Cord de alta qualidade, os seguintes requisitos são necessários: Alta resistência mecânica. Resistência à tração, alongamento e torções

10 Composição de revestimento, espessura e forma adequada Flexibilidade e compressão Resistência a fadiga Alta resistência à corrosão Alta aderência à borracha