Entendendo Falhas de Ferramentas de Perfuração: Causas, Prevenção e Estratégias de Reparo

Ferramentas de perfuração exalam uma aparência perfeitamente trabalhada. Elas brilham, com suas superfícies polidas exibindo um aspecto impecável que certamente não pode ler falso. Vistas microscopicamente, porém, é uma história diferente. Pequenas irregularidades de material poderiam estar escondidas logo abaixo daquele acabamento brilhante. E, já que esta é uma ferramenta de impacto, aquelas falhas microscópicas não ficarão ocultas. Rebobinando o processo de manufatura, veremos o que causou os planos de fratura a se formarem.

Estudando Mecanismos de Desgaste

Apenas para revisar um ponto chave, ferramentas de perfuração são fabricadas de aços endurecidos. Injetadas com tungstênio e carbonetos, as ferramentas metálicas tornam-se extraordinariamente resistentes à fadiga. Níquel ou cobalto, usados como compostos de liga, tornam aquela estrutura microcristalina já endurecida ainda mais resiliente. A resistência à ruptura transversal da ferramenta dispara, sua classificação de dureza Rockwell cresce, e a matriz cristalina reforçada por liga torna-se mais densa. Infelizmente, falhas podem desenvolver-se dentro dos cristais mais perfeitos. Um ciclo de tratamento térmico não uniforme pode introduzir distorção em ferramentas de perfuração, assim como uma execução de difusão de carbono que deu errado.

Erros de Tratamento Térmico

Não são tanto as quantidades de energia térmica de austenitização que causam problemas, embora as deficiências de um forno menos que perfeito seja um fator contribuinte aqui. Não, é a má distribuição daquelas energias que mina a formação de ferramentas de perfuração resistentes à fadiga e fratura. Um processo de nitretação de cementação causa deformação de cristal porque a atmosfera do forno não está ajustada exatamente. Em outro lugar, partículas de carboneto uniformemente duras não se formam porque a atmosfera de carbono não está disseminando, então o ciclo de difusão de gás quebra. Finalmente, nas salas de revenimento e têmpera, uma operação de têmpera é realizada em uma piscina contaminada de químicos salgados. Lembre-se, uma corrente é apenas tão forte quanto seu elo mais fraco. Se uma operação de tratamento térmico não uniforme causa distorção microcristalina, então as cadeias daquelas moléculas enfraquecem, planos de fratura se desenvolvem, e a ferramenta quebra.

Retificando Irregularidades de Ferramentas de Perfuração

Montada cuidadosamente para que sua orientação seja axialmente precisa, o sistema de acionamento da ferramenta coloca força de impacto uniformemente em cada lado da haste da ferramenta. Agora, com a maquinaria ajustada e configurada para que suas energias corram verdadeiras, as forças cinéticas da ferramenta viajam em linhas retas, diretamente para a superfície da chapa metálica. Se microfraturas e irregularidades de superfície ainda se desenvolvem em ou dentro de uma ferramenta de perfuração, é porque a ferramenta absorveu um defeito de manufatura. Materialmente, metais, incluindo A2 e M2 endurecidos, são ligados a numerosos elementos exóticos, então uma falha metalúrgica é possível. Mais provável, no entanto, os planos de fratura estão se propagando por causa de um procedimento de tratamento térmico mal operado.

Um ato de equilíbrio de material equaliza três características chave de manufatura de ferramentas de perfuração, então este equilíbrio de liga precisa ser verificado. Então, além de resistência à fadiga, dureza, e resistência compressiva, o engenheiro de busca de falhas procura por falhas de tratamento térmico. Balanceado em qualidade e uniformemente tratado termicamente, aquelas irregularidades de ferramentas de perfuração logo derretem.