Questão 07. Embora o tratamento termoquímico de boretação resulte em camadas de elevada dureza, esse processo ainda não é tão difundido quanto os demais tratamentos. Por quê?
Passo 1
O enunciado pergunta por que o processo termoquímico de boretação (ou boriding), apesar de gerar camadas com dureza muito elevada, não é tão usado industrialmente quanto tratamentos como cementação ou nitretação. Vamos precisar entender os princípios de difusão em tratamentos termoquímicos e as características específicas da boridação.
Passo 2
Em todo tratamento termoquímico de difusão, um elemento intersticial (C na cementação, N na nitretação ou B na boretação) migra para dentro do metal a altas temperaturas, formando compostos ou fases duras perto da superfície. A taxa de difusão segue a Lei de Fick, e em geral aumenta com temperatura e tempo, mas cada elemento tem velocidade de difusão distinta.
Passo 3
No caso da boretação, o boro forma fases como FeB e F
B, que conferem durezas da ordem de
–
HV. Porém, o coeficiente de difusão do boro no ferro é baixo, exigindo temperaturas elevadas (
–
C) e longos tempos (várias horas) para obter camadas de algumas dezenas de micrômetros. Além disso, as fases FeB são muito frágeis, tendendo a trincas e descamação sob tensões mecânicas.
Passo 4
Essas características geram limitações práticas:
• O ciclo prolongado e a alta temperatura consomem mais energia e ocupam o forno por mais tempo.
• As camadas duras porém frágeis podem rachar durante usinagem ou em serviço, forçando pós-acabamentos.
• Controlar espessura e uniformidade é mais difícil que na nitretação, pois o boro reage com revestimentos e sais do banho.
• Equipamentos e sais para boridação são mais caros e menos difundidos, além de dependerem de pós de boro ou banhos especiais.
• O ciclo prolongado e a alta temperatura consomem mais energia e ocupam o forno por mais tempo.
• As camadas duras porém frágeis podem rachar durante usinagem ou em serviço, forçando pós-acabamentos.
• Controlar espessura e uniformidade é mais difícil que na nitretação, pois o boro reage com revestimentos e sais do banho.
• Equipamentos e sais para boridação são mais caros e menos difundidos, além de dependerem de pós de boro ou banhos especiais.
Passo 5
Do ponto de vista econômico e de produtividade, a cementação e a nitretação oferecem durezas suficientemente altas com maior controle de camada, menor tempo de forno e menor risco de trincamento. Por isso elas dominaram o mercado, enquanto a boretação ficou restrita a aplicações muito específicas.
Resposta
O processo de boretação não é tão difundido porque requer temperaturas e tempos de tratamento mais altos (e, portanto, maior custo energético e ocupação de forno), produz camadas muito duras porém frágeis (tendendo a trincas e descamação), tem controle de espessura mais complexo e usa sais/pós de boro mais caros, tornando-o menos econômico e menos prático que cementação ou nitretação.