Estudo comparativo de utilização de SER, MIG/MAG e Friction Surfacing na reparação de braços de suspensão de VBTP-M113

Abstract

Nas últimas décadas Friction Surfacing despertou bastante interesse por permitir revestir metais no estado sólido desenvolvendo-se a temperaturas inferiores às de fusão, evitando assim as afetações que dai advém. No presente trabalho existem dois blocos principais, um primeiro onde se caraterizou o material do braço de suspensão do M113, e um segundo onde se produziram revestimentos recorrendo às três técnicas de revestimento em estudo (FS, Fios Fluxados e SER), com o objetivo de se proceder ao seu estudo e comparação. No processo de caraterização do aço do braço, foram realizados diversos ensaios, dos quais se salientam os ensaios de durezas Vickers e os ensaios de faiscamento, concluindo-se que o aço que mais se assemelha com o do braço é o AISI 4140. Para a caraterização dos revestimentos foram definidos diferentes tipos de ensaios, Metalúrgicos e Mecânicos, com a finalidade principal de abranger uma ampla gama de solicitações semelhantes às que são requeridas ao componente em serviço. Nos ensaios Metalúrgicos foram avaliadas as ligações, a existência de defeitos, as ZTA e as alterações metalográficas. A avaliação das propriedades mecânicas foi obtida através de ensaios de dureza, desgaste, flexão em três pontos e Push-Pull. Da realização destes ensaios verificou-se que os revestimentos obtidos por FS apresentam melhores propriedades, tanto Metalúrgicas como Mecânicas Por fim, foi elaborada uma avaliação dos custos operacionais envolvidos na realização da reparação de um braço de suspensão, concluindo-se que FS, apesar de apresentar os revestimentos com melhores propriedades, é ainda uma tecnologia pouco viável economicamente, fato que se deve á baixa eficiência apresentada.

In the last decades, Friction surfacing arouse great interest by allowing the coating of solid state metals below the melting temperatures, thereby preventing damages. In this work we aimed at identifying the material of the suspension arm test three coating techniques (FS, Fluxed cored wires and SMAW) in order to compare and study their performance. Several tests were performed to properly characterize the steel of the arm, of which the most important were the Vickers hardness test and the spark test, both of them indicate that the steel that most resembles the arm is AISI 4140. In order to characterize the different coatings it’s necessary to use different testing procedures, metallurgical and mechanical, therefore being able to cover the wide range of requests similar to those required when the component is in service. Metallurgical tests aimed to analyze the interface, the existence of defects, the ZTA and the structural modifications. The mechanical properties were evaluated by testing the hardness, the wear, three point bending and Push-Pull. The tests performed demonstrated that the coatings obtained by using the FS technic presented the best mechanical and metallurgical properties. In conclusion, a review of the operational costs involved for the coating of one arm was presented, concluding that FS, despite producing coatings with improved properties, is still an economically unfeasible technology, due to the low efficiency demonstrated.