Carboneto de tungstênio na mineração: resistência ao desgaste em ambientes extremos
Imagem: Shane McLendon / Unsplash
Meta: O carboneto de tungstênio é a melhor alternativa em termos de resistência e no combate ao desgaste ocasionado nos processos de mineração.
O carboneto de tungstênio é um composto cerâmico extremamente duro e denso, amplamente utilizado em aplicações industriais devido à sua resistência excepcional ao desgaste.
Sua densidade é cerca de duas vezes superior à do aço, o que o torna particularmente eficaz em contextos onde estabilidade dimensional e durabilidade são essenciais.
Esse material foi identificado pela primeira vez em 1781, pelo químico sueco Carl Wilhelm Scheele, notório por suas contribuições à química inorgânica e farmacêutica.
Apesar das propriedades físico-químicas notáveis, o aproveitamento prático e a viabilidade comercial do carboneto de tungstênio só se consolidaram na década de 1920. Naquele período, a indústria demandava soluções com alta resistência a desgaste mecânico, impacto e abrasão, exigências que esse composto passou a suprir com eficiência.
Atualmente, o carboneto de tungstênio é amplamente empregado na fabricação de ferramentas de corte e perfuração de alta performance, sendo particularmente valorizado no setor de mineração, onde a integridade estrutural do material é constantemente posta à prova.
Sua aplicação contribui para a redução significativa de custos operacionais, minimizando a necessidade de manutenções corretivas e substituição prematura de componentes.
Neste post, apresentaremos os ganhos operacionais e resultados esperados a partir da aplicação desse revestimento. Continue a leitura e confira detalhes.
O que é o carboneto de tungstênio?
O carboneto de tungstênio é um composto binário formado por átomos de tungstênio (W) e carbono (C), cuja estrutura confere propriedades excepcionais de dureza e resistência ao desgaste.
Quando utilizado como revestimento superficial, esse composto atua como uma barreira protetiva de alta eficiência, prolongando substancialmente a vida útil e o desempenho funcional de peças submetidas a condições severas de operação, como aquelas presentes na indústria de mineração.
Para fins comparativos, ferramentas revestidas com carboneto de tungstênio podem apresentar uma durabilidade até dez vezes superior à de ferramentas convencionais produzidas em aço.
Propriedades físicas
As propriedades físicas do carboneto de tungstênio são determinantes para sua aplicação industrial:
- cor: cinza chumbo,
- densidade: 19,25 g/cm³,
- ponto de fusão: 2870 °C,
- ponto de ebulição: 6000 °C (sob pressão de 760 mmHg),
- condutividade térmica: 174 W/mK (em alguns casos, 110 W/mK),
- coeficiente de expansão térmica: 5,8 µm/(m·K).
Propriedades mecânicas:
Suas propriedades mecânicas são as seguintes:
- dureza: extremamente alta, entre 9,0 e 9,5 na escala de Mohs, e em torno de 1.200 a 1.350 na escala Vickers,
- resistência à tração: alta, especialmente em aplicações de alta temperatura,
- resistência à compressão: 3100 MPa,
- resistência à flexão: 540 MPa,
- resistência ao desgaste: alta resistência ao desgaste abrasivo, erosivo e corrosivo.
- resistência ao calor: mantém sua dureza em altas temperaturas, sendo utilizado em aplicações que exigem resistência ao calor.
Além de sua utilização em ferramentas de corte, o carboneto de tungstênio é amplamente empregado em componentes de alta demanda mecânica, como anéis de vedação, buchas de desgaste, rolos de tração, matrizes e roscas transportadoras.
Por que o carboneto de tungstênio é uma aposta da mineração?
As operações de mineração envolvem condições operacionais severas, como abrasão intensa, choques mecânicos e temperaturas elevadas.
Essas exigências tornam inviável a utilização de materiais convencionais em ferramentas e equipamentos.
O carboneto de tungstênio, classificado como um metal duro, é amplamente utilizado em componentes sujeitos a esforços mecânicos intensos. Além das ferramentas de ataque direto, o material também é aplicado em partes móveis de sistemas de transporte de minério, válvulas industriais, bombas e revestimentos de superfícies críticas.
Sua elevada resistência ao desgaste assegura maior longevidade aos componentes, reduzindo a frequência de falhas e interrupções no processo produtivo.
Comparativo com outros materiais ou revestimentos
Em relação a outros materiais comumente empregados na indústria, o carboneto de tungstênio apresenta vantagens técnicas claras, especialmente para aplicações na mineração.
Materiais como o ferro fundido e o aço-carbono não oferecem resistência satisfatória à corrosão atmosférica (ferrugem), causada pela exposição simultânea ao oxigênio e à umidade.
Já o aço inoxidável, embora imune à oxidação superficial, não é mecanicamente resistente o suficiente para suportar as condições abrasivas típicas do ambiente minerador.
Mesmo o titânio, amplamente reconhecido por sua resistência à corrosão, apresenta limitações de dureza e ponto de fusão inferiores aos do tungstênio, o que reduz sua eficiência em operações de impacto e abrasão severa.
Além das propriedades técnicas, o carboneto de tungstênio oferece vantagens em termos de custo-benefício, durabilidade e viabilidade de aplicação por meio de processos térmicos modernos, o que o posiciona como a solução de escolha para ambientes de alta severidade.
Como a Sulcromo aplica revestimentos com carboneto de tungstênio?
O processo de revestimento realizado pela Sulcromo utiliza tecnologia de aspersão térmica via HVOF (High Velocity Oxygen Fuel), um método de alta energia no qual o pó de carboneto de tungstênio é injetado em uma corrente de oxigênio combustível em altíssima velocidade e temperatura.
Durante o processo, as partículas aquecidas são aceleradas em direção à superfície metálica a ser revestida, formando uma camada protetora altamente aderente e resistente.
A espessura do revestimento pode variar entre 0,05 mm e 0,50 mm, sendo definida com base em requisitos técnicos específicos de cada projeto, priorizando desempenho e custo-benefício.
Na Sulcromo, todos os procedimentos seguem controle rigoroso de qualidade e são executados por equipe técnica especializada, assegurando a confiabilidade e a performance dos revestimentos aplicados.
Resultados esperados e ganhos operacionais
A aplicação de carboneto de tungstênio em peças, ferramentas e equipamentos de mineração resulta em melhorias operacionais e financeiras expressivas.
O principal ganho está no aumento da vida útil dos componentes, uma vez que o revestimento cria uma barreira extremamente resistente ao desgaste abrasivo, à erosão e à ação mecânica severa, prolongando significativamente o tempo de serviço dos ativos.
Esse prolongamento contribui diretamente para a redução dos custos com manutenção e substituição de peças, já que os intervalos entre trocas se tornam mais longos e a necessidade de intervenções corretivas é substancialmente menor.
Além disso, o menor desgaste ao longo do tempo operacional diminui o tempo de parada dos equipamentos, o que melhora a disponibilidade e a eficiência das máquinas.
Com isso, o custo-benefício da aplicação se torna evidente, pois o investimento em revestimentos técnicos impacta positivamente tanto a durabilidade dos componentes quanto o desempenho contínuo da operação, favorecendo a produtividade e a rentabilidade do processo como um todo.
Caso sua empresa deseje aprofundar o conhecimento sobre essa solução, entre em contato com a equipe técnica da Sulcromo e descubra as alternativas em revestimento sob medida para sua operação.
