Análise da substituição do aço e reconstrução dos roteiros de fabricação de um componente de máquina agrícola com ênfase na resistência ao desgaste

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo investigar alternativas para minimizar o desgaste abrasivo prematuro de um componente metálico aplicado em plataformas para colheita de milho. O componente avaliado faz parte da unidade recolhedora da plataforma, sendo responsável por tracionar os caules das plantas até o sistema de corte. Foram estudadas cinco diferentes condições de materiais e tratamentos: aço SAE 1045 com revestimento de carboneto de tungstênio, aço SAE 15B30 temperado e revenido com dureza de 45 HRC e 50 HRC, aço AISI A36 carbonitretado com camadas de 0,5 mm e 1,0 mm, com durezas de 55 a 60 HRC e 60 a 65 HRC respectivamente. As amostras foram submetidas à ensaios laboratoriais e testes de campo, sendo caracterizadas por meio de análises de composição química, ensaios de dureza e micro dureza, metalografia e ensaio de flexão. A aplicação em campo considerou a avaliação do desgaste dimensional após o uso em até 1000 hectares. Os resultados apontaram que as amostras com aço SAE 15B30 temperado e revenido apresentaram desempenho superior, especialmente a versão com 45 HRC, que resistiu até 4000 ha com baixo índice de desgaste e sem trincas ou falhas estruturais. A alternativa com carbonitretação do AISI A36 também apresentou bons resultados, superando o modelo original com revestimento, porém apresentou falhas estruturais nos testes de campo. Conclui-se que tratamento térmico corretamente executado pode substituir processos de revestimento superficial, resultando em menor custo e maior viabilidade industrial.

This work aims to investigate alternatives to minimize premature abrasive wear of a metallic component used in corn harvesting platforms. The evaluated component is part of the gathering unit, responsible for pulling plant stalks into the cutting system. Five different material and treatment conditions were studied: SAE 1045 steel with tungsten carbide coating; SAE 15B30 steel, quenched and tempered to hardness levels of 45 HRC and 50 HRC; and AISI A36 steel subjected to carbonitriding with layers of 0.5 mm and 1.0 mm, reaching hardness ranges of 55 - 60 HRC and 60 - 65 HRC, respectively. The samples underwent laboratory testing and field trials, and were characterized through chemical composition analysis, hardness and microhardness testing, metallography, and three-point bending tests. Field application focused on evaluating dimensional wear after operation over up to 1000 hectares. Results showed that the quenched and tempered SAE 15B30 steel samples had the best performance, particularly the 45 HRC version, which withstood up to 4000 hectares with low wear and no cracks or structural failures. The carbonitrided AISI A36 samples also performed well, surpassing the original coated model, but exhibited structural failures during field use. It is concluded that well-applied heat treatments can replace surface coating processes, offering lower costs and greater industrial feasibility.