Análise comparativa de revestimentos utilizados em rotores de pré-trituradores de resíduos sob condições de desgaste severo

Abstract

O desgaste severo em componentes de máquinas de processamento de resíduos é um problema crítico que resulta em altos custos de manutenção e interrupções operacionais. Este Trabalho de Conclusão de Curso teve como objetivo comparar o desempenho de diferentes materiais e revestimentos aplicados em rotores de pré-trituradores de resíduos, visando otimizar sua vida útil. O estudo utilizou o aço-carbono SAE 1045 como material base, submetido a dois processos de revestimento de solda dura (hardfacing): um eletrodo (OK 83.58) e um arame tubular (AN 3965). Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de dureza (HRC), desgaste por abrasão (ASTM G65), análise metalográfica da Zona Afetada pelo Calor (ZAC) e uma avaliação de custo-benefício. Os resultados indicaram que o revestimento com o eletrodo OK 83.58 obteve a melhor resistência ao desgaste e a maior dureza (56,0 HRC). Contudo, ele gerou um maior aporte térmico, impactando a microestrutura da ZAC do material base. O revestimento com o arame tubular AN 3965, embora tenha apresentado uma taxa de desgaste 3,8% maior, revelou um custo de aplicação mais baixo e um menor impacto microestrutural na ZAC. Concluiu-se que o revestimento AN 3965 oferece a melhor relação custo-benefício para a aplicação, equilibrando um desempenho altamente competitivo com menores riscos de fragilização estrutural do material base e custos operacionais mais eficientes. RESUMO EM LÍNGUA ESTRANGEIRA Severe wear in components of pre-shredders is a critical tribology problem that leads to high maintenance costs and operational downtime in the recycling industry. This research aimed to compare the performance of different materials and hardfacing processes applied to pre-shredder rotors to optimize their service life. The study utilized SAE 1045 carbon steel as the base material, subjected to two hardfacing processes: an electrode (OK 83.58) and a cored wire (AN 3965). The test specimens were submitted to hardness (HRC), abrasion wear (ASTM G65), Heat-Affected Zone (HAZ) metallographic analysis, and a comprehensive cost-benefit evaluation. Results showed that the OK 83.58 electrode coating achieved the best wear resistance and highest hardness (56.0 HRC). However, it generated a higher heat input, significantly impacting the base material's HAZ microstructure. The AN 3965 cored wire coating, despite having a 3.8% higher wear rate, demonstrated a lower application cost and a reduced microstructural impact on the HAZ. It was concluded that the AN 3965 coating offers the best cost-benefit ratio for the application, balancing highly competitive performance with lower risks of structural embrittlement of the base material and more efficient operating costs.