Quer saber como escolher a liga de metal patente correta para aplicar nos seus mancais?
Nesse texto vamos tratar de como escolher a liga ideal para a aplicação específica do seu mancal/casquilho.
Existem 2 grandes grupos de material Babbitt (metal patente).
Os Babbitt com mais de 80% de estanho, chamados de Babbitt base estanho, e aqueles com pelo menos 65% de chumbo, chamados Babbitt base chumbo.
Como mostra o gráfico, as ligas a base de estanho são recomendadas para as situações de maior solicitação, onde a velocidade tangencial e a carga no eixo são altas. A aplicação de metal patente com base chumbo, nas condições onde é recomendada a aplicação do Babbitt base estanho, fará com que o metal patente solte suas camadas devido ao excesso de atrito viscoso. Ele ficará com aspecto arenoso e a temperatura vai subir rapidamente.
O metal patente à base de chumbo, como é de se esperar, é lembrado pelo menor custo de investimento, podendo ser utilizado em casos de menor solicitação. Quando aplicado corretamente pode sim trazer reduções significativas de custos.
Alguns equipamentos mais antigos, onde existe baixo controle de carga e velocidade, é recomendado aplicar o Babbitt estanho, como garantia que o componente não irá falhar.
Quando o metal patente é mal especificado, ou (pior) mal aplicado, acontecem enormes paradas seguidas de perdas de equipamentos caros.
A qualidade da aplicação do metal patente é avaliada quanto à adesão, ausência de poros e sujeira e quanto à coesão das camadas de Babbitt.
A aplicação do Babbitt deve ser feita por um dos quatro processos: aspersão térmica (metalização), brasagem, fundição estática e fundição com centrifugação.
A melhor qualidade é alcançada na aplicação por aspersão térmica. As partículas de metal patente são enviadas com alta velocidade em direção ao mancal, onde aderem por ancoragem mecânica. A compactação causada pela velocidade aumenta a coesão e diminui a quantidade de poros.
O metal patente aplicado por aspersão térmica tem todos os parâmetros básicos de qualidade melhores que os demais processos.
A aplicação por brasagem possui excelente adesão ao substrato, uma vez que o operador, durante o derretimento de material, raspa uma vareta de metal patente no fundo, que aumenta consideravelmente a adesão.
A coesão e a adesão do Babbitt brasado são próximas às obtidas com a aspersão, porém esse processo permite maior existência de porosidades, devido a pequenas bolhas de ar que podem não ser removidas durante a passagem da vareta.
Mesmo assim, a brasagem é um excelente tipo de aplicação, já que a adesão e a coesão vão garantir que o Babbitt não irá se “soltar” (nem totalmente nem parcialmente) durante o trabalho.
Aplicar Babbitt por fundição com centrifugação é perigoso, porém com devido know-how é possível fazê-lo com segurança. A camada aplicada por esse processo tem densidade e coesão similares às obtidas por aspersão, mas a adesão muitas vezes deixa a desejar, pois existe restrição de escoamento de ar, que se acumula na base, entre o Babbitt e o mancal.
A adesão é, de longe, o principal parâmetro de qualidade da aplicação de Babbitt, por isso é menos recomendado aplicar o material por fundição com centrifugação do que pelos dois primeiros.
A fundição estática é a pior técnica de aplicação de metal patente, apesar de muito utilizada no mundo todo. Ela é com certeza a técnica mais barata, mas existe grande quantidade de inclusão de ar, baixa adesão e baixíssima coesão.
Dentre os processos citados, recomendo optar por apenas 2: aspersão térmica e brasagem.
Isso porque ambos possuem boa adesão e coesão, que irão impedir que as camadas de Babbitt se soltem durante o trabalho, impedindo falhas enormes.
É extremamente importante realizar ensaio não destrutivo por ultrassom para garantir que não acontecerão falhas! Exija sempre certificado!
Você agora já sabe se a classe do Babbitt que você utiliza hoje é o melhor para o seu caso e quais são os processos que devem ser utilizados para revestir seu mancal. Para determinar qual a liga exata que deve ser escolhida, precisaremos fazer algumas contas simples.
Velocidade do eixo:
Ve [m/min] = π * Diâmetro [m] * rotação [RPM]
Compressão no mancal:
σ [bar] = Carga [N] / (Diâmetro interno [m] * Comprimento [m] * 105)
Com os valores encontrados, basta procurar qual liga melhor se enquadra no seu caso, pela tabela abaixo.
Não se espante, é realmente muito simples determinar a liga de metal patente a ser escolhida.
*A escolha do óleo de lubrificação deve levar em conta a carga, a velocidade e a capacidade de garantir que a temperatura máxima não exceda a do Babbitt.
As informações trazidas nesse texto irão te ajudar com certeza. Faça a conferência da liga escolhida nos seus mancais que mais desgastam.
Caso algum necessite de recuperação, a DURAMAIS aplica o revestimento de Babbitt tanto por brasagem quanto por aspersão térmica. A principal cliente da empresa na fabricação e recuperação de mancais é a Vale S.A., mineradora multinacional brasileira.
Os mancais recuperados passam por remoção térmica do metal patente até que todo o material antigo esteja fora do mancal. O Babbitt usado é sucateado ou devolvido ao cliente.
Após a remoção, o mancal recebe limpeza química com solvente de óleos e limpeza mecânica por jateamento abrasivo. A granalha do jateamento é o óxido de alumínio marrom, que evita a corrosão acelerada da base.
Não importando o processo de revestimento de metal patente, a região a ser revestida recebe camada de 0,2 a 0,5 mm de cobre, aplicado por aspersão térmica. A camada de almofada evita que exista corrosão da base, que impede a adesão.
Com o mancal propriamente preparado, é feita a aplicação de material de adesão. No caso da aspersão térmica é utilizada liga de Níquel-Alumínio. Quando o processo é a brasagem, aplica-se camada de estanho 99%.
O revestimento é aplicado com sobre-metal que varia de 2 a 10 mm, removido parcialmente na fresadora e acabado em torno.
Antes de dar acabamento, exatamente após sair da fresadora, a peça é inspecionada por ultrassom.
A presença do certificado pode ou não ser requerida pelo cliente, mas a inspeção é sempre realizada!
Todos os mancais são (e devem ser) transportados em caixas fechadas que evitam pancadas, pois o material é relativamente macio, podendo haver deformações em caso de pancadas. Não justifica fazer um trabalho perfeito e o deixar estragar na hora final.
Mancais de Babbitt mal especificados ou mal aplicados param empresas inteiras todos os anos. Com exceção dos casos de acidentes, essas paradas são facilmente evitadas quando a escolha e o revestimento são bem feitos.
Você vai deixar que o metal patente seja uma dor de cabeça? Vai permitir que o coração da fábrica pare por falhas com Babbitt?
Tome a sua atitude!
