Reaproveitamento de cavacos de nióbio aplicados como fluxo de soldagem para a formação de revestimentos duros resistentes ao desgaste

Abstract

O desgaste abrasivo é um problema comum em muitos setores industriais levando à degradação de máquinas, equipamentos e componentes ao longo do tempo de vida útil. Uma alternativa de minimizar o desgaste abrasivo é a aplicação de revestimentos duros depositados por soldagem, apresentando uma microestrutura composta por fases tenazes e fases de elevada dureza, destacando-se os carbonetos metálicos. O nióbio é utilizado em diversas aplicações metalúrgicas, promovendo uma melhora significativa nas propriedades dos aços, e em alguns casos, sua utilização tem a finalidade de formar carbonetos de nióbio (NbC) na microestrutura. Comercialmente, o nióbio apresenta um custo elevado, tornando sua aplicação em larga escala menos atrativa comparando-se a outros elementos químicos, como insumos nos consumíveis de soldagem para revestimento duro. Por outro lado, a usinagem de tarugos de nióbio pela indústria metalúrgica produz quantidades significativas de cavacos que são descartadas como resíduos metálicos. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi beneficiar estes resíduos até a obtenção de pós metálicos, que foram utilizados como componentes de consumíveis de soldagem experimentais na a formação de NbC na microestrutura dos depósitos formados, estabelecendo assim uma melhoria na resistência ao desgaste abrasivo. Os resultados mostraram que os cavacos de nióbio possuem um alto potencial para aplicação como fluxo de soldagem na produção de revestimentos com propriedades mecânicas e tribológicas aprimoradas.

Abrasive wear is a common issue in many industrial sectors, leading to the degradation of machinery, equipment, and components over their service life. One way to minimize abrasive wear is the application of hard coatings deposited by welding, which present a microstructure composed of both tough and hard phases, with metallic carbides standing out. Niobium is used in various metallurgical applications, significantly improving the properties of steels, and in some cases, it is employed to form niobium carbides (NbC) in the microstructure. Commercially, niobium has a high cost, making its large-scale application less attractive compared to other chemical elements use in hard-facing welding consumables unfeasible. On the other hand, niobium billets are machined by the metal industry, producing significant amounts of chips that are discarded as metallic waste. Therefore, the aim of this study is to process these waste materials into metallic powders to be used as components in experimental welding consumables for the formation of NbC in the microstructure of the deposits, thus improving resistance to abrasive wear. The results demonstrated that niobium chips have high potential for application as welding flux in the production of coating with improved mechanical and tribological properties.