Title

USO DA TÊMPERA DIRETA COMO DIFERENCIAL COMPETITIVO NA FABRICAÇÃO DE COMPONENTES AUTOMOTIVOS

USE OF DIRECT QUENCHING AS A COMPETITIVE DIFERENTIAL IN AUTOMOTIVE COMPONENTS MANUFACTURING

Authorship

Costa, Hevlin Cristina de Almeida; Nascimento, Alexandre Romão Costa; Rigoletto, Kleber Ricardo; Petrilli, Fabio; Arantes, Alexandre; Souza, Mauro Moraes de

Costa, Hevlin Cristina de Almeida

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Nascimento, Alexandre Romão Costa

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Rigoletto, Kleber Ricardo

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Petrilli, Fabio

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Arantes, Alexandre

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Souza, Mauro Moraes de

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DOI

10.5151/2594-5327-23306

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Abstract

No mundo moderno, o crescente aumento da competitividade entre empresas requer a busca contínua por processos alternativos que reduzam custos e lead time e garantam a longevidade das organizações. Na fabricação de componentes automotivos forjados a quente com posterior etapa de tratamento térmico, o estudo de rotas alternativas de fabricação, com eliminação de etapas de processamento, é de grande interesse. Este trabalho exemplifica tal fato pela substituição do tratamento térmico de têmpera e revenido por têmpera direta na fabricação de arruela de componente de segurança forjada com o aço 42CrMo4, visando a garantia e a manutenção das propriedades mecânicas a custos de fabricação competitivos. Para tal, foi utilizada a ferramenta estatística DOE (Design of Experiments) para delinear as diversas rotas de processamento e seus parâmetros de influência, como temperatura e meio de resfriamento, e realizados testes de forjamento em escala industrial. O efeito das diferentes rotas de processamento nas características metalúrgicas do produto forjado foi estudado através de simulação pelo método de elementos finitos e da análise metalúrgica do produto final. Os resultados obtidos demonstraram que é possível a têmpera direta com vantagens técnicoeconômicas, uma vez assegurado o controle dos parâmetros de processo utilizados.

In the modern world, the increasing competitiveness between companies requires a continuous search for alternative processes to reduce costs and lead time and to ensure the longevity of those organizations. When manufacturing automotive components by hot forging with subsequent thermal treatment process, the study of alternative processing routes, with elimination of processing steps, is of great interest. This work exemplifies this fact by replacing the quenching and hardening thermal treatment by direct quenching of safety washer component forged with 42CrMo4 steel, to ensure and to maintain the mechanical properties of the products associated with competitive manufacturing costs. Supporting that, a DOE (Design of Experiments) statistical tool was used to delineate the different processing routes and their influencing parameters, such as temperature and cooling medium, and forging tests were conducted at industrial scale. The effect of the different processing routes on the metallurgical characteristics of the forged product was investigated through FEM (Finite Element Method) and metallurgical analysis of the final product. The results showed the viability of the direct quenching with technical and economical advantages, once the control of the process parameters are guaranteed.

Keywords

Têmpera direta; Forjamento a quente; Resfriamento controlado.

Direct quenching; Hot forging; Controlled cooling.