Caros leitores, meus temas apresentados nas colunas de P&D estão relacionados as demandas crescentes no setor automotivo e devido a uma grande movimentação atual que está ocorrendo em Centros de Pesquisas e Desenvolvimento, foco em especial os aços estampados à quente ou mais precisamente os Press Hardening Steels – PHS com 1500 MPa de resistência mecânica. A base desta questão está em um produto manufaturado por conformação mecânica a partir de estampagem na faixa de 950ºC, visando aplicações em carroçarias veiculares.
Inicio esta discussão dizendo que este tipo de produto já passou da época de adolescência, mas ainda desperta muito interesse para P&D, principalmente no Brasil, que tem exigido mais desempenho de seus veículos nos quesitos de segurança veicular. Mesmo tendo notado que as montadoras estão aplicando este tipo de peça já em escala crescente, ainda fica uma dúvida quanto ao custo do processo, aço e produto para realidade de nossos veículos.
A busca por reduções de custo coloca em cheque esta tecnologia que tem permeado os fóruns de discussões técnicas, isto é, a forma mais fácil de se atingir melhores índices em condições de crash ainda é pela utilização de produtos PHS, por isto o aumento de custo no veículo é inevitável.
Trazendo dois pontos de discussão para esta coluna, inicio pensando na falta de conhecimento de detalhes metalúrgicos do produto, como a possibilidade real de problemas de qualidade na estampagem até a montagem em veículo e em segundo, a busca contínua de redução custo para esta tecnologia, seja alterando ou eliminando revestimentos protetivos ou mudanças de processos com rotas de aquecimento e ou estampagem mais baratas.
Dando detalhes técnicos ao tema, para evitar problemas de corrosão nestes produtos durante aquecimento e em uso no veículo é utilizado o revestimento protetivo de AlSi, sendo o mais comum e patenteado pela ArcelorMittal [1], e por isto tem abastecido o mercado automotivo global, outros revestimentos têm sido experimentados como uma fonte alternativa, mas com pouco sucesso por apresentarem enormes barreiras técnicas, como por exemplo: a fragilização da superfície do aço durante processo de aquecimento do blank e outras questões comerciais, como as batalhas jurídicas incessantes para quebrar a barreira de patentes da ArcelorMittal, que diga-se de passagem, para cada região global tem uma interpretação do tema e aqui no Brasil é um ponto de muita controvérsia. Enquanto esta situação jurídica ocorre, estudos acadêmicos e industriais têm avançados para aplicação do revestimento ZnFe como substituto do AlSi; porém, alterando o processo de aquecimento do blank para o tipo de efeito Joule, diferente do tradicional ocorrido em fornos.
Esta é uma discussão interessante, porque na última década, a proposta de usar o revestimento ZnFe e ou zinco puro foi evitado no mundo pela comprovação de não funcionar, mas estudos brasileiros inovativos mostraram que, quando o aquecimento do aço é super rápido, como por exemplo os aquecidos pelo efeito joule, não existe tempo suficiente para fragilização do aço. Esta é ainda uma proposta que exige mais estudos para validar este novo universo de PHS, sendo estes a homogeneidade de aquecimento do blank, temperabilidade, operacionalização deste processo para uma escala industrial, questões de soldagem, adesivagem e corrosão e por fim, o business case do produto final, considerando o aço, revestimento e processos.
Somados a este cenário, ainda tem a questão comercial, isto é, os fornecedores atuais destas peças em PHS monopolizam o mercado e dificilmente mudarão a sua rota de processamento de aquecimento em fornos para o Efeito Joule e ou a alteração do revestimento do AlSi para o ZnFe, pelo fato de já terem investidos muito em suas fábricas e também pelos riscos de problemas de contaminação de seus fornos e também a conhecida fragilização do aço; portanto, em vista deste cenário, se a aplicação deste revestimento ZnFe e ou o aquecimento por Efeito Joule vingar no Brasil, será necessário novas empresas para atender a demanda e concorrer com as gigantes atuais, que não parece ser uma tarefa fácil.
Enquanto tudo isto acontece, impulsionados pela necessidade de redução de custos das montadoras e a determinação para entrar na cadeia de fornecimento de aço e peças, as tecnologias associadas com os aços PHS têm crescido com as novas soluções para os projetos veiculares, como as associadas à estampagem de Taylor Blank, aplicação de Patch work e peças com soft-zones e por final, para complicar o cenário atual, uma nova classe de aço na faixa de 2000 MPa de resistência está desembarcando por aqui e certamente, tudo que se estudou no campo de PHS tem que ser novamente revisitado, isto significa que ainda teremos muito para andar neste campo tecnológico.
O melhor caminho para alcançarmos uma posição global no domínio deste produto é a parceria de centros de pesquisas e empresas, para um avanço de forma precisa e eficaz dentro desta tecnologia e é isto que tem ocorrido em um time daqui de São Paulo, no IPEN-Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares [3], onde diversas empresas estão participando de forma de convênios, sendo orientadas pelas necessidades das montadoras; vale a pena dar uma olhada para este grupo, talvez, alguns dos leitores farão parte desta emocionante empreitada científica e tecnológica.
Obrigado e até a próxima coluna.
Referências
[1] http://blog.arcelormittal.com.br/audi-a8-o-retorno-do-aco/
[2] A REVIEW ON HOT STAMPING; Journal of Materials Processing Technology; H. Karbasian*, A.E. Tekkaya; www.elsevier.com/locate/jmatprotec; pg 210 (2010) 2103–2118.
[3] 1°Seminário de Conformação e Aplicação de Aços de Alto Desempenho CA3D 2018; http://www.grupoaprenda.com.br/events/seminario-de-conformacao-e-aplicaco-de-acos-de-alto-desempenho/
