Avaliação dos processos de endurecimento de pinos de terminais de direção

Abstract

Terminais de direção são itens de segurança que ligam o sistema de direção às rodas de veículos automotores. São compostos por diferentes partes, como pino esférico, bucha e carcaça, confeccionadas a partir de materiais e processos específicos de acordo com as solicitações exigidas a cada uma. Atualmente, terminais de direção e terminais axiais aplicados no mercado brasileiro são regulamentados através da Portaria 247 de 2013 do INMETRO, que estabelece diversos critérios a serem seguidos para a validação do produto, entre eles que o método de endurecimento a ser empregado em pinos esféricos de terminais de direção deve ser o de têmpera e revenimento. Neste contexto, este trabalho desenvolveu análises comparativas em pinos de terminais de direção endurecidos tanto por encruamento quanto por têmpera e revenimento utilizando a norma ABNT NBR 16130 como base para comparação para critérios microestruturais e de resistência mecânica. Foram produzidos pinos de veículos das categorias M1 (veículo para transporte de passageiros que não tenham mais do que 8 assentos) e N1 (veículos para transporte de carga que contenham uma massa máxima não superior a 3,5 t) com aço DIN 41Cr4 endurecidos por ambos os métodos e foi realizado ensaio de dureza, impacto e análise metalográfica. Foram realizados ensaios de dureza, impacto e, após a realização dos ensaios de impacto, ensaio por partículas magnéticas para avaliar a integridade do material. Os resultados mostraram que ambos os processos de endurecimento são eficientes para se obter as propriedades de resistência à tração e ao impacto exigidas pela legislação brasileira atual para estes componentes, tendo os pinos endurecidos por têmpera e revenimento maior resistência mecânica e apresentado menor deformação após o impacto.

Tie rod ends are safety items that connect the steering system to the wheels of automotive vehicles. They are composed by different parts, as the ball joint studs, ball race and the outer ball joint housing, all made with different materials and processes according to each part required property. Currently, tie rods that are applied in Brazilian market are regulated through INMETRO’s Portaria 247 from 2013, that establishes several criteria that must be followed for the product validation, among them the hardening process to be employed on ball joint studs of tie rod ends should be that of quenching and tempering. Under this context, this work developed comparative analysis on ball joint studs of tie rod ends hardened by both work hardening and quenching and tempering using the ABNT NBR 16130 standard as basis of comparison for microstructural and mechanical resistance criteria. Ball joint studs for Brazilian vehicle categories M1 (passenger transport vehicle with no more than 8 seats) and N1 (load vehicle not heavier than 3,5 t) were produced with DIN 41Cr4 steel hardened both by work hardening and quenching and tempering and hardness test, impact test and metallographic analysis were performed. Hardness and impact tests were carried out and, after the impact tests, magnetic particle test to evaluate the integrity of the material. The results showed that both hardening processes are efficient to obtain the tensile and impact properties required by current Brazilian legislation for these components, with the hardened hardened and tempered pins having higher mechanical strength and lower deformation after impact.