Sempre gostei de assistir a um ferreiro trabalhando. É uma forma de arte, e um processo fascinante vê-los puxar metal incandescente da forja, e então alguns minutos depois com alguma habilidade de martelar e moldar, ver um objeto cotidiano tomar forma. Há algo intrigante nisso, do cheiro do fogo ao metal incandescente ao tilintar rítmico do martelo.
Antigamente, um ferreiro era conhecido por fazer ferramentas, ferraduras, peças de carroças, implementos agrícolas e qualquer coisa de metal. Mas quando o automóvel chegou e criou a necessidade de mecânicos de automóveis e ferramentas automotivas específicas, a revolução industrial já havia mudado o mundo com o desenvolvimento de máquinas e processos para minimizar o trabalho manual e aumentar a produção de produtos. E essa não foi a única coisa que mudou.
As ferramentas de hoje são construídas para suportar níveis de estresse bem acima dos de anos atrás, e como técnicos automotivos, confiamos nisso. Muito longe do martelo e da bigorna, o mundo atual da manufatura é um assunto fascinante, que mistura a evolução da ciência e da tecnologia em um processo dinâmico.
Chaves são uma das nossas ferramentas mais usadas, e elas podem sofrer sérios abusos, então pensei que seria o momento perfeito para dar uma olhada em primeira mão em como elas são feitas. Aqui vai um resumo.
Empresas individuais têm suas próprias fórmulas e procedimentos específicos, mas as principais etapas do processo são geralmente as mesmas. Tudo começa com o material.
A maioria das chaves é feita de uma liga de aço, e mais especificamente, aço cromo vanádio 6140. O motivo é que o cromo vanádio 6140 é um material comprovado para produtos que exigem resistência e durabilidade. Embora esses dois aspectos inicialmente possam parecer a mesma coisa, eles são duas coisas diferentes.
Resistência é uma característica que significa que um material pode suportar uma força considerável, e durabilidade é uma característica que significa que ele pode suportar essa força repetidamente.
"Quando você seleciona uma liga para fazer uma ferramenta, você precisa pensar no uso final. O tipo de material do qual você vai fazer um martelo é diferente daquele do qual você vai fazer uma chave inglesa,"disse Paul Dean, vice-presidente de operações da Gray Tools."Você escolhe um material que vai transmitir as propriedades que a ferramenta de uso final requer. Quando você pensa em uma chave inglesa, ela deve ser forte para não distorcer, e deve ser durável para não desgastar. O cromo vanádio é um material comum, mas todos nós o usamos por causa das propriedades comuns nele."
Como os fabricantes de chaves recebem materiais em grande quantidade, por exemplo, hastes longas de aço, como um processo de pré-produção, essas hastes são cortadas em tamanhos específicos e, em seguida, frequentemente jateadas com areia para remover quaisquer impurezas que possam afetar o processo de produção. O tarugo, naquele ponto apenas um pedaço de metal, é então aquecido próximo à sua temperatura de fusão.
Em seguida, é forjado por queda, um processo que pega o tarugo quente e o molda em um forjamento bruto. O forjamento bruto fornece a forma que você deseja, mas não necessariamente todas as dimensões de que você precisa. Ao fazer chaves, mais de um tamanho pode ser feito do mesmo forjamento. O processo de forjamento geralmente é apenas uma etapa, mas às vezes requer mais de uma, dependendo da configuração da chave, e alguns fabricantes utilizam uma atmosfera de nitrogênio durante partes dele para proteger a pureza do aço do oxigênio ao redor, o que pode causar queimaduras e escória.
Os forjados esfriam rapidamente por conta própria, mas depois são movidos para a próxima etapa de recozimento. Recozimento é uma forma de tratamento térmico que altera as propriedades físicas do metal para amolecê-lo em preparação para as etapas de acabamento.
O próximo da fila é o brochamento, um processo de usinagem específico que é a maneira mais comum de dimensionar as extremidades abertas e em caixa das chaves. Um brochamento é uma ferramenta de metalurgia que tem uma sucessão de dentes que aumentam de tamanho em pequenos incrementos, e o brochamento puxado é o processo mais comum para chaves, onde o brochamento é puxado até que você obtenha o tamanho desejado.
Agora é hora de estampar a chave, que inclui o tamanho, número da peça e nome da empresa, e isso geralmente é feito em uma prensa de punção. Após a forja, uma chave é recozida para que seja o suficiente para aceitar a remoção do material e a estampagem, mas após a estampagem, o metal não precisa de mais trabalho do ponto de vista molecular de movimentação ou modelagem do metal.
Agora, ele passa para o tratamento térmico. Todas as chaves são tratadas termicamente para atender aos padrões de dureza estabelecidos pelas sociedades governamentais americanas e internacionais. Os níveis mínimo e máximo de dureza são muito específicos. Uma chave não pode ser muito macia, onde potencialmente arredondaria durante o uso, e nem muito dura, fazendo com que seja quebradiça. O processo de tratamento térmico, que é uma parte crítica e muito científica da fabricação, é frequentemente seguido e combinado com têmpera e revenimento.
Um exemplo é o tratamento térmico que aquece a chave e permite a absorção de carbono na camada superficial, seguido por um processo de resfriamento chamado têmpera, que a mergulha em um óleo aquecido para controlar precisamente o tempo de resfriamento. A têmpera é então um processo de aquecimento e resfriamento de acompanhamento imediato com parâmetros diferentes. O tratamento térmico fortalece a chave, a têmpera evita que ela se torne muito quebradiça.
Muitos consideram o tratamento térmico a parte mais complicada do processo de fabricação. "Cada material tem uma receita diferente para tratamento térmico", disse Dean. "Você diz ao seu tratador térmico qual é o material e a dureza desejada, e ele criará uma curva. O problema real é que você não pode resfriá-lo muito rápido porque o metal pode ter delaminação ou microfissuras. Geralmente é feito em óleo mais quente para retardar o resfriamento."
O processo de tratamento térmico pode levar horas, e é uma fórmula muito específica que pode ser difícil de acertar, então sempre há uma variação aceitável. Depois que as chaves são tratadas termicamente, elas são verificadas com um testador de dureza para garantir que estejam dentro da tolerância necessária.
