BRPI0803774A2 - processo e reator de plasma para tratamento de peÇas metÁlicas - Google Patents
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Abstract
PROCESSO E REATOR DE PLASMA PAPA TRATAMENTO DE PEÇAS METÁLICAS. Em um reator de plasma (10) definindo, no interior de uma carcaça metálica (20), uma câmara de reação (23) provida de: um suporte (30); um sistema ânodo-cátodo (40); uma entrada (21) e uma saída (22) de carga gasosa; e um meio aquecedor (70) , montado externamente à carcaça metálica (20) O processo de plasma para operação de limpeza compreende as etapas de: conectar o suporte (30) com as peças metálicas (1) ao ânodo aterrado e o cátodo a um potencial negativo da fonte de energia elétrica (50); envolver o interior da câmara de reação (23) com uma carga gasosa ionizável; aquecer o interior da câmara de reação (23) , pelo lado externo do reator de plasma (10), a temperaturas de vaporização de contaminantes a serem dissociados das peças metálicas (1); aplicar ao cátodo uma descarga elétrica; e prover a exaustão da carga gasosa e dos contaminantes em vapor, do interior da câmara de reação (23) A operação de tratamento térmico, realizada no mesmo reator de plasma (10) compreende, após o término da operação de limpeza, as etapas de: inverter a polaridade da energização do sistema ânodo-cátodo (40); alimentar a câmara de reação (23) com uma nova carga gasosa; manter aquecido o interior da câmara de reação (23), pelo lado externo do reator de plasma (10); aplicar ao cátodo uma descarga elétrica; e prover a exaustão da carga gasosa do interior da câmara de reação (23)
Description
"PROCESSO E REATOR DE PLASMA PARA TRATAMENTO DE PEÇAS METÁLICAS"
Campo da invenção
Refere-se a presente invenção a um processo e a um reatorde plasma para permitir o tratamento de peças metálicas,particularmente de peças metálicas porosas e obtidas pormetalurgia do pó, dito tratamento compreendendo umaoperação de limpeza com dissociação e retirada de óleo eoutros contaminantes orgânicos e inorgânicos presentes nasuperfície ou nos poros de peças metálicas e ainda,geralmente, uma operação de tratamento termo-químicosuperficial de referidas peças metálicas, operações estasrealizadas em um ambiente reativo de plasma e,preferivelmente, no interior de um mesmo reator.Antecedentes da invenção
Peças produzidas por metalurgia do pó, na maior parte doscasos, necessitam ser calibradas após a etapa desinterização devido às variações dimensionais que ocorremdurante sua sinterização. Na calibração é utilizado óleolubrificante para diminuir o atrito e reduzir o desgastedo ferramental, bem como facilitar a extração das peçasda matriz de calibração. Igualmente é utilizado óleo naestõcagem de peças sinterizadas e também de peçasproduzidas por outras técnicas de fabricação. Inclusive,utiliza-se óleo de refrigeração na usinagem de peças deelevada precisão.
Visando melhorar as propriedades das peças acabadas, taiscomo resistência ao desgaste, resistência à corrosão eresistência a fadiga, são freqüentemente realizadostratamentos termoquímicos superficiais como nitretação,cementação, carbonitretação ou outros. Para a realizaçãodestes tratamentos termoquímicos, a presença de óleo nasuperfície e nos poros das peças é prejudicial,especialmente quando o processamento termoquímico érealizado via plasma. Por exemplo, durante a nitretaçãopor plasma, o óleo retido nos poros e na superfície daspeças produz instabi1idades na descarga elétrica,contaminação do reator, formação inadequada das camadassuperficiais formadas (por exemplo de nitretos) econtaminação com carbono do material submetido aotratamento através de uma limpeza ineficiente. Assim, oóleo deve ser removido completamente antes dostratamentos termoquímicos de endurecimento superficial.Convencionalmente f é realizada uma limpeza química emultra-som com solventes orgânicos (por exemplo hexano,éter de petróleo ou álcool) seguida, ainda, de umtratamento térmico em atmosfera contendo hidrogênio ouoxigênio em forno elétrico industrial, visando eliminarcompletamente todos os resíduos orgânicos das peças.Quando da presença de poros residuais comunicantes, comogeralmente é o caso em aços sinterizados, a limpezatorna-se especialmente dificultada, além se ser, dequalquer forma, poluente em função dos produtos poluentesutilizados em sua realização.
Em alguns métodos de tratamento conhecidos, as operaçõesde limpeza e de tratamento termoquímico superficial sãorealizadas em duas etapas separadas e em equipamentosdistintos, o que implica em um tempo total deprocessamento muito longo, tipicamente 20 horas,resultando em baixa produtividade e elevado custo.Visando obter um grau de remoção total de óleo e deoutros contaminantes orgânicos e inorgânicos dasuperfície ou dos poros de peças metálicas e aindasimplificar e abreviar uma subseqüente operação detratamento termoquímico superficial de referidas peças emum mesmo ciclo térmico, foi proposto o processo delimpeza e tratamento superficial obj eto do pedido depatente PI-0105593-3, do mesmo requerente, segundo o qualas peças a serem limpas são posicionadas em um suporteprovido no interior do reator de plasma que se encontraconectado ao um ânodo desse último, sendo o cátodo dedito reator conectado a um potencial negativo. O conjuntodefinido pelo suporte e pelas peças é envolvido por umgás ionizado sob baixa pressão contendo íons, átomosneutros e elétrons, chamado plasma, gerado por umadescarga elétrica abnormal. Os elétrons provocam umbombardeamento eletrônico no conjunto definido pelosuporte e pelas peças, conectado no ânodo do reator.
A geração de plasma gasoso no interior do reator permiteque o ambiente reativo de plasma, formado em torno daspeças, sej a utilizado para catalisar a reação dedissociação das moléculas do óleo e de outros possíveiscontaminantes presentes nas peças, permitindo avaporização dos referidos contaminantes e sua eliminaçãototal por meio de exaustão, sob vácuo, do interior doreator. O calor gerado pelo plasma, pela colisão de íonse átomos neutros rápidos contra o cátodo, é geralmentesuficiente para conduzir à vaporização do óleomolecularmente dissociado, sem exigir alteraçõesrelevantes nos parâmetros de plasma mais adequados paracatalisar as reações de interesse em cada operação delimpeza.
Entretanto, em certas dimensões de reator de plasma (e emcertas reações químicas de dissociação molecular doscontaminantes), pode ocorrer que diferentes regiõesinternas do reator permaneçam em uma temperatura reduzidao suficiente para permitir a condensação dos vapores doscontaminantes antes de sua dissociação e sua deposiçãoprogressiva nestas regiões internas relativamente friasdo reator de plasma, contaminando o sistema com compostosa base de carbono, prejudiciais aos tratamentossuperficiais subseqüentes.
Ocorre ainda que, em muitas das operações de tratamentotermoquímico superficial, subseqüentes à operação delimpeza e a serem realizadas no interior do mesmo reator,o calor gerado pelo plasma não é suficiente para manter ataxa de aquecimento e a temperatura de processamentoexigidas para a realização do tratamento superficialdesej ado.
Assim, mesmo que a operação de tratamento superficialseja realizada, conforme previsto no referido pedido depatente anterior, pela reversão do circuito elétricoentre o ânodo e o cátodo, e ainda pelo envolvimento daspeças com plasma gasoso de íons com alta energia cinéticae pela aplicação ao cátodo de uma descarga elétrica paraprovocar um bombardeamento iônico das peças, há anecessidade de se ajustar os parâmetros de plasma, não emfunção das reações de interesse, mas sim visando àobtenção de níveis de temperatura no interior do reatorde plasma, suficientes e necessários para o tratamentosuperficial desejado. Nesse caso, as variações detemperatura requeridas no interior do reator são obtidasem função dos parâmetros da descarga elétrica, podendoter-se situações nas quais a intensidade da descargaelétrica exigida para a produção de determinadastemperaturas conduza à formação de arcos elétricos noambiente de reação, causando danos superficiais (marcasnas peças) e contaminação por depósitos de carbono nassuperfícies das peças, prejudicando os tratamentostermoquímicos posteriores, além do gradiente térmicoinfluenciar negativamente a formação e homogeneidade dacamada formada.
A provisão de aquecimento resistivo em reatores de plasmaé conhecida da técnica.
Em um desses reatores conhecidos, é provido umaquecimento resistivo externo para a remoção dos ligantese possíveis contaminantes de peças obtidas porsinterização. Entretanto, nessa construção conhecida, aspeças a serem submetidas a tratamento de remoção deligantes e de contaminantes são aplicadas ao cátodo doreator, conduzindo à formação de arcos elétricos econseqüente contaminação das peças com carbono,prejudicial a tratamentos superficiais subseqüentes.Em um outro conhecido tipo de reator, considerado napatente US65 7 94 93, é provido um aquecimento resistivointerno para obter-se temperaturas elevadas suficientespara remoção de ligantes e certos contaminantes de peçasmetálicas obtidas por metalurgia do pó e ainda prover asinterização das peças. Ocorre que a provisão deaquecimento resistivo, no interior desse tipo de reator,exige o uso de materiais de custo elevado, tal comomolibdênio e ainda a provisão de elementos refletores deirradiação térmica entre a resistência interna e a parededo reator e ainda a provisão de resfriamento em referidaparede externa. Essa solução é inadequada à limpeza decontaminantes orgânicos das peças em tratamento, pelofato de permitir que os vapores voláteis de óleos eoutros contaminantes sejam condensados e depositados nasregiões frias dos elementos refletores de irradiaçãotérmica e da parede do reator, antes de serem exauridosdo ambiente de reação, contaminando este último e aspeças nele contidas com compostos a base de carbono queprej udicam os subseqüentes tratamentos termoquímicossuperficiais das peças.
Em função do acima exposto, passa a ser desejável aprovisão de uma solução que permita obterem-se, nointerior do reator, temperaturas homogêneas e até mesmoelevadas em função do tratamento superficial desejado, deforma independente dos parâmetros da descarga elétricamais adequados para catalisar as reações de interesse emcada caso.
Sumário da invenção
É portanto um objetivo da presente invenção prover umprocesso e um reator de plasma para tratamento de peçasmetálicas por plasma gasoso e sob temperaturas geradas econtroladas de modo totalmente independente dosparâmetros de geração do plasma.
É um outro obj etivo da presente invenção prover oprocesso e o reator de plasma, conforme acima mencionadose que permitam manter os parâmetros de geração do plasmaem níveis suficientes e adequados para catalisar asreações de interesse, sem conduzir à formação de arcoselétricos no ambiente de reação.
É mais um objetivo da presente invenção prover o processoe o reator de plasma, conforme acima mencionados e quepermitam a realização de uma operação de limpeza pordissociação molecular por plasma gasoso e por vaporizaçãoe exaustão dos contaminantes dissociados, mantendo-se ointerior do reator de plasma em temperaturas superioresàs de condensação dos referidos contaminantes.
É ainda um outro objetivo da presente invenção prover oprocesso e o reator de plasma, conforme acima mencionadose que permitam a realização de uma operação de tratamentotermoquímico superficial das peças metálicas, também porplasma gasoso, no mesmo reator no qual é realizada aoperação de limpeza, e sob temperaturas obtidas econtroladas por aquecimento preferivelmente resistivo.Estes e outros objetivos são alcançados através de umprocesso de plasma para tratamento de peças metálicas, emum reator de plasma definindo uma câmara de reaçãoprovida de: um suporte; um sistema ânodo-cátodo associadoa uma fonte de energia elétrica; uma entrada de cargagasosa ioni zável; e uma saída, de exaustão de cargagasosa, conectada a um sistema de vácuo. O processo deplasma para tratamento de peças metálicas da presenteinvenção compreende as seguintes etapas de limpeza: a)conectar o suporte ao ânodo aterrado e o cátodo a umpotencial negativo da fonte de energia elétrica; b)posicionar as peças metálicas no suporte no interior dacâmara de reação; c) envolver o suporte e as peçasmetálicas com uma carga gasosa ionizável alimentada àcâmara de reação; d) aquecer o interior da câmara dereação, pelo lado externo do reator de plasma, atemperaturas de vaporização de contaminantes a seremdissociados das peças metálicas em tratamento no interiorda câmara de reação; e) aplicar ao cátodo uma descargaelétrica, de modo a provocar a formação de um plasmagasoso de íons com alta energia cinética envolvendo aspeças metálicas e o suporte e um bombardeamento deelétrons nas peças metálicas, para dissociação moleculardos contaminantes; e f) prover a exaustão da carga gasosae dos contaminantes mantidos em estado gasoso, dointerior da câmara de reação.
Nos casos em que as peças metálicas são submetidas, após a limpeza destas, a um tratamento termoquímico, o processo de plasma para tratamento de peças metálicas da presente invenção compreende, após a etapa " f" da operação de limpeza, as etapas adicionais de tratamento termoquímico superficial das peças metálicas, no mesmo reator, ditas etapas compreendendo: g- inverter a polaridade da energização do sistema ânodo-cátodo, de modo que o suporte, com as peças metálicas, passe a definir o cã todo; h- envolver o suporte e as peças metálicas com uma nova carga gasosa ionizável, alimentada à câmara de reação; i - manter aquecido o interior da câmara de reação, pelo lado externo do reator de plasma e conduzir a temperatura, em seu interior, para os níveis exigidos no tratamento termoquímico superficial desejado; j - aplicar ao cátodo uma descarga elétrica, de modo a provocar a formação de um plasma gasoso de íons envolvendo as peças metálicas e o suporte e um bombardeamento iônico nas peças metálicas; e k- prover a exaustão da carga gasosa do interior da câmara de reação. A presente invenção apresenta também um reator de plasma para tratamento de peças metálicas, no qual são reali zadas as etapas processuais acima descritas, dito reator apresentando uma carcaça metálica definindo, internamente, a câmara de reação, tal como já descrito e um meio aquecedor montado externamente à carcaça metálica, de modo a aquecer esta última e o interior da câmara de reação.
De acordo com um aspecto da presente invenção, o meio aquecedor é formado por pelo menos um resistor em contato térmico com a carcaça metálica.
De acordo com um aspecto particular da presente invenção, o suporte compreende múltiplas armações ordenadoras, paralelas e distanciadas entre si, eletricamente acopladas a um mesmo eletrodo do sistema ânodo-cátodo, e intercaladas por elementos condutores acoplados ao outroeletrodo do sistema ânodo-cátodo, cada uma de ditasarmações ordenadoras carregando pelo menos uma peçametálica a ser tratada. Em uma construção preferível, asporções de carcaça metálica, produzindo irradiaçãotérmica para o interior da câmara de reação, sãodispostas segundo uma direção ortogonal àquela demontagem das armações ordenadoras.
Mesmo nos casos em que as operações de tratamentosuperficial a serem realizadas no interior do reator,exigirem temperaturas não tão elevadas quanto àquelasexigidas em operações de sinterização e que alcançamvalores da ordem de 1100°C, o posicionamento do meioaquecedor externamente à carcaça metálica do reatorpermite que este último apresente uma construção internamais simples e limpa, evitando a formação de regiõesintermediárias entre o meio aquecedor e a referidacarcaça e susceptíveis ao aprisionamento e a subseqüentedeposição de contaminantes.Breve descrição dos desenhos
A invenção será descrita a seguir, fazendo-se menção aosdesenhos anexos, dados a título de exemplo deconcretização da invenção e nos quais:
A figura 1 representa, esquematicamente, um reator deplasma construído de acordo com a presente invenção,estando ilustradas algumas peças metálicas providas em umsuporte montado no interior de dito reator de plasma;A figura 2 representa uma vista em corte vertical,simplificado e um tanto esquemático, de um reator deplasma construído de acordo com a presente invençãoalojando, no interior da câmara de reação, um suporte depeças compreendendo uma pluralidade de armaçõesordenadoras horizontais.Descrição da invenção
Conforme acima mencionado e ainda ilustrado nos desenhosanexos, a invenção diz respeito a um processo e a umreator de plasma para tratamento de peças metálicas 1,dito processo sendo realizado em um reator de plasma 10compreendendo uma carcaça metálica 2 0 tendo uma entrada21, de carga gasosa ionizável e uma saída 22, de exaustãode carga gasosa, dita carcaça metálica 2 0 definindo,internamente, uma câmara de reação 23 no interior da qualé, geralmente posicionado um suporte 3 0 e um sistemaânodo-cátodo 40, associado a uma fonte de energiaelétrica 50, externa à carcaça metálica 20. A câmara dereação 23 é acoplada a um sistema de vácuo 60, conectadoà saída 22 da carcaça metálica 20. A câmara de reação 23é mantida hermética para a geração de plasma no seuinterior, sendo que a entrada 21 é hermeticamenteacoplada a uma fonte de alimentação de gases ionizáveis(não ilustrada) e a saída 22 é hermeticamente acoplada aosistema de vácuo 60.
A carcaça metálica 2 0 é formada, preferivelmente, em açorefratario (como por exemplo aço inoxidável AI SI 310 ou309) e, o suporte 30, em aço refratário (como por exemploaço inoxidável AI SI 310 ou 3 09) , podendo ser utilizadooutro tipo de material, dependendo das temperaturasadequadas ao processo.
A carcaça metálica 2 0 apresenta formato prismático, porexemplo, um cilindro, tendo extensões de parede 20a que,no formato cilíndrico, compreende uma parede lateralcircundante e uma parede extrema superior 2 0b.A carcaça metálica 20 é inferiormente aberta para poderser removível e hermeticamente assentada e travada sobreuma estrutura básica B na qual são adequadamente montadaspartes componentes operativãmente associadas ao reator eque serão descritas no decorrer do presente relatório.
0 reator de plasma 10 da presente invenção compreendetambém um meio aquecedor 70 montado externamente aoreator de plasma 10 ou seja, à sua carcaça metálica 20,de modo a aquecer esta última e o interior da câmara dereação 2 3, por exemplo, produzindo irradiação térmica dacarcaça metálica 20 para o interior da câmara de reação23 .
0 reator de plasma 10 é ainda externamente provido de umacapa externa 11, geralmente formada em aço carbonorevestido por isolante térmico adequado (fibras dealuminados e silicados, por exemplo) apresentando umformato adequado para envolver lateral e superiormente oconjunto definido pela carcaça metálica 20 e pelo meioaquecedor 7 0, definindo uma câmara de aquecimento 13 emtorno da carcaça metálica 2 0 e no interior da qual éposicionado o meio aquecedor 70.
0 meio aquecedor 70 é geralmente formado por pelo menosum resistor 71 montado em contato térmico com a carcaçametálica 20, no interior da câmara de aquecimento 13definida entre a carcaça metálica 20 e a capa externa 11.De acordo com uma forma de realização da presenteinvenção, é ainda provido um sistema de ventilação 80compreendendo pelo menos um meio circulador de ar 81geralmente posicionado externamente à capa externa 11 eprovido de pelo menos um bocal de sucção 81a e de um depelo menos um bocal de descarga 81b abertos para ointerior da câmara de aquecimento 13, dito meio circulador de ar 81 sendo capaz de produzir um fluxo dear circulante em pelo menos parte do interior da câmarade aquecimento 13 e através dos bocais de sucção e dedescarga 81a, 81b. No caso de ser o meio circulador de ar81 montado externamente à câmara de aquecimento 13, os bocais de sucção e de descarga 81a, 81b tomam a forma deextensões tubulares abertas para o interior da câmara deaquecimento 13.
O sistema de ventilação 8 0 pode compreender ainda pelomenos um meio trocador de ar 82, geralmente de construção
semelhante àquela do meio circulador de ar 81 e tambémposicionado externamente à capa externa 11.0 meio trocador de ar 82 é provido de pelo menos um bocalde sucção 82a e de um de pelo menos um bocal de descarga82b abertos para o interior da câmara de aquecimento 13,sendo ainda dito meio trocador de ar 82 conectado a umconduto de admissão de ar 83, geralmente aberto para aatmosfera e a um conduto de exaustão 84, geralmenteaberto para a atmosfera. 0 meio trocador de ar 82 podeser construído de qualquer maneira adequada e bemconhecida da técnica, para prover uma alimentaçãocontrolada de ar atmosférico no interior de pelo menosuma respectiva região da câmara de aquecimento 13,enquanto retira e expele para a atmosfera, através doconduto de exaustão 84, uma correspondente quantidade dear aquecido retirado de pelo menos uma respectiva regiãointerna da câmara de aquecimento 13, permitindo que sejafeita um certo controle do grau de aquecimento de regiõesinternas da câmara de aquecimento 13.
A intensidade da circulação ou da troca de ar no interiorda câmara de aquecimento 13 pode ser feita de diferentesmaneiras como, por exemplo, por meio da variação davelocidade de operação de um meio ventilador nãoilustrado, ou da variação de posicionamento de meiosdefletores internos também não ilustrados.
Na configuração ilustrada, são providos múltiplos meioscirculadores de ar 81 que também realizam a função demeios trocadores de ar 82, sendo esses meios construídoscom meios ventiladores e defletores adequadamentecontrolados para permitirem a realização de qualquer umadas funções de circulação de ar e de troca de ar acimamencionadas,
Na construção ilustrada nos desenhos anexos, a câmara dereação 23 é provida, superiormente, com uma entrada 21posicionada no eixo geométrico vertical da carcaçametálica 20 do reator de plasma 10, de modo a distribuir,homogeneamente, a carga gasosa ionizável a partir de ditaentrada 21. Nesta construção, o suporte 30 é formado poruma pluralidade de armações ordenadoras 31 dispostas demodo horizontal ou substancialmente horizontal e que,desse modo, definem planos de apoio ou montagem de peças,ortogonais à direção de alimentação da carga gasosa pelaentrada 21, ditas armações ordenadoras 31 sendo vazadaspara permitirem que a carga gasosa alcance as peçasmontadas nas armações ordenadoras 31 mais distanciadas daentrada 21.
A carga gasosa ionizãvel é admitida e exaurida da câmarade reação 2 3 através do controle de válvulas de controle,não ilustradas, de acionamento automático, por exemplo,por comando de uma unidade de controle ou outrocontrolador específico (não ilustrados), podendo ditasválvulas de controle ser acionadas manualmente. Emboratambém não ilustrado, o chaveamento do sistema ânodo-cátodo pode ser reali zado de forma automát ica ou não,sendo estes meios de comando das válvulas e do sistemaânodo-cátodo aspectos particulares que não restringem oconceito aqui apresentado.
Na forma de concretização ilustrada e conforme acimamencionado, o suporte 30 compreende múltiplas armaçõesordenadoras 31, paralelas e distanciadas entre si,eletricamente acopladas a um mesmo eletrodo 41 do sistemaânodo-cátodo 4 0, e intercaladas por elementos condutores42 acoplados ao outro eletrodo 41 do sistema ânodo-cátodo4 0, cada uma de ditas armações ordenadoras 31 carregandopelo menos uma peça metálica 1 a ser tratada.Os elementos condutores 42 acoplados ao outro eletrodo 41são posicionados no interior da câmara de reação 2 3,entre as armações ordenadoras 31, utilizando qualquerestrutura de suporte adequada que pode ser definida porelementos colunares estruturais 32 do próprio suporte 30que carrega as armações ordenadoras 31, bastando ter-se ocuidado de montar os referidos elementos condutores 42 demodo eletricamente isolado em relação à estrutura dosuporte 3 0 com as respectivas armações ordenadoras 31.De acordo com a presente invenção e conformeexemplif icativamente ilustrado, o meio aquecedor 70 éarranj ado de modo a aquecer adj acentes extensões deparede de referida carcaça metálica 20, estendendo-sesegundo uma direção, normalmente aquela coincidente com adireção de altura da câmara de reação 2 3 e ortogonal aosplanos de montagem das armações ordenadoras 31. Com essadisposição, o calor irradiado das referidas extensões deparede da carcaça metálica 20 para o interior da câmarade reação 23 segue uma direção paralela àquela demontagem das armações ordenadoras 31, tornando maiseficiente a distribuição, por entre as armaçõesordenadoras 31, do calor irradiado das referidasextensões de parede da carcaça metálica 20.
O sistema ânodo-cátodo 40 tem seus eletrodos 41 definidospelo ânodo e cátodo de dito sistema de energização, sendoque, durante a operação de limpeza do processo de plasmada invenção, o eletrodo 41, que define o ânodo do sistemaânodo-cátodo 40, está acoplado às armações ordenadoras 31do suporte 3 0, nas quais estão posicionadas as peçasmetálicas 1, estando dito eletrodo 41 aterrado, enquantoque o outro eletrodo 41, que define o cátodo de ditosistema ânodo-cátodo, está eletricamente acoplado à fontede energia elétrica 50.
Nos processos de plasma que, após a operação de limpeza,realizam, no mesmo reator, processos de tratamentotermoquímico, o eletrodo 41 que definia o ânodo dosistema ânodo-cátodo, passa a ser acoplado à fonte deenergia 50, enquanto que o outro eletrodo 41 passa a seraterrado.
Conforme descrito adiante, a presente invenção permiterealizar a limpeza e o tratamento termoquímico (porexemplo, nitretação, carbonitretação, cementação,oxinitretação, oxicarbonitretação e outros), ambas asetapas assistidas por plasma, no mesmo equipamento e nomesmo ciclo térmico, sendo que o sistema ânodo-cátodo éconfinado no interior da câmara de reação 23 parapermitir a geração de plasma e, conseqüentemente,utilizar o ambiente reativo de plasma para catalisar areação de dissociação das moléculas contaminantespresentes nas peças metálicas 1, tal como moléculasorgânicas do óleo, na operação de limpeza.
Durante a operação de limpeza, a carcaça metálica 2 0 éaquecida juntamente com a carga gasosa, que também ésubmetida a um certo grau de aquecimento no interior dacâmara de reação 23, com a geração de plasma. A formaçãodo plasma gasoso de íons contribui para o aquecimento dointerior da câmara de reação 23 e para a vaporização doscontaminantes sendo dissociados, tanto na operação delimpeza como também na operação de tratamento termoquímico.
Além de contribuir na vaporização de contaminantes nointerior da câmara de reação 23, o aquecimento externodesta última permite que o plasma gasoso formado em seuinterior seja obtido com um menor consumo energético.0 aquecimento resistivo, provido externamente à câmara dereação 23, evita que haja paredes frias no interior destaúltima, ou sej a, no ambiente de processamento dotratamento de plasma ao qual as peças metálicas 1 sãosubmetidas. É necessário evitar que haja paredes frias nointerior da câmara de reação 23, por exemplo, na faseinicial de aquecimento das peças metálicas 1, pois o óleoevaporado das peças sob tratamento tende a se depositarnas regiões internas da câmara de reação 23 ainda nãosuficientemente aquecidas.
Assim, o aquecimento adicional, externo e geralmenteresistivo, evita a existência de paredes ou regiões dacâmara de reação 23 apresentando temperaturas inferioresàquelas de vapori zação dos contaminantes, ou seja, doóleo vaporizado, impedindo a condensação e a deposição decontaminantes nestas regiões mais frias da câmara dereação 23, antes que possam ser exauridos, por sucção,pelo sistema de vácuo 60, através da saída 22 da carcaçametálica 20.
Para a operação de limpeza, as peças metálicas 1 a seremprocessadas são posicionadas nas armações ordenadoras 31do suporte 30 montado no interior da câmara de reação 23,de modo eletricamente isolado de sua carcaça metálica 20.Durante a operação de limpeza, o suporte 30 define oânodo do sistema ânodo-cátodo 40, o qual é aterrado,enquanto que os elementos condutores 42 são ligados a umasaída da fonte de energia elétrica 50, em potencialnegativo, atuando como o cátodo da descarga elétrica. Ointerior da câmara de reação 23 é mantido em uma pressãosub-atmosférica, e em valores desejados para a formaçãodo plasma na operação de limpeza, pelo uso do sistema devácuo 6 0. Uma carga de gases ionizáveis é alimentada àcâmara de reação 23, pela entrada 21 da carcaça metálica20, antes de se prover a descarga elétrica no cátodo dosistema ânodo-cátodo 40.
Em uma forma de realização da presente invenção, a cargagasosa ionizável, na operação de limpeza, compreendehidrogênio, podendo compreender também uma mistura gasosacontendo hidrogênio e pelo menos um dos gases argônio,nitrogênio ou uma mistura oxigênio com outros gases, comopor exemplo, nitrogênio. A escolha dos gases de processovai depender na natureza do substancia a ser eliminada dapeça metálica (por exemplo, óleo).Exemplificando, a carga gasosa compreenderá:
- hidrogênio, quando os contaminantes, a serem retiradosdas peças metálicas, possuírem reatividade com ohidrogênio, ou terem como base redes de hidrocarbonetosque são dissociados em gases a base de carbono ehidrogênio (metano (CH4) , por exemplo) ;
- oxigênio, quando os contaminantes, a serem retiradosdas peças metálicas, possuírem reatividade com ooxigênio, ou terem como base redes de hidrocarbonetos quesão dissociados em gases a base de carbono e oxigênio(dióxido de carbono (C02), por exemplo);
- misturas de argônio com hidrogênio ou oxigênio, quandose desejar uma densidade de elétrons mais elevada para adissociação de contaminantes a serem retirados das peçasmetálicas; e
- misturas de nitrogênio com argônio ou hidrogênio ouoxigênio, quando os contaminantes a serem retirados daspeças metálicas tiverem dissociação facilitada pelamistura destes gases.
A dissociação de outras bases de contaminantes também épossível com o principio da presente invenção.O princípio fundamental da operação de limpeza consistena dissociação, pelo bombardeamento de elétrons, dasmoléculas do óleo, resultando em moléculas mais leves ouradicais gasosos que são eliminados da câmara de reação23 por exaustão, do interior desta última, da cargagasosa e dos contaminantes. Em uma forma de realização dapresente invenção, a exaustão ocorre sob vácuo, viabombeamento pelo sistema de vácuo 60, produzindo umaeficiente limpeza das peças, bem como, mantendo ointerior da câmara de reação 23 isenta de depósitos deóleo e de outros produtos contaminantes, principalmenteos orgânicos, sendo a operação de limpeza realizada emtemperaturas baixas, na faixa de cerca de 30 °C a até500°C, dependendo da natureza do contaminante a sereliminado.
Nesta configuração, o suporte 30 e as peças metálicas 1,a serem tratadas, são envoltos pelo plasma gerado com adescarga elétrica e bombardeados principalmente porelétrons gerados no plasma. 0 segundo eletrodo 41 que, naetapa de limpeza, recebe a descarga elétrica e atua comoo cátodo, é bombardeado principalmente por íons e, emdecorrência, se aquece. Enquanto o calor gerado no cátodoaquece as peças metálicas 1, para a operação de limpeza,o meio aquecedor 70, externo à câmara de reação 23,fornece o restante de calor necessário para se obter ataxa de aquecimento e temperatura necessárias para evitara condensação de contaminantes nas paredes internas dacâmara de reação 2 3, ditas taxa de aquecimento etemperatura sendo programadas de forma independente dosparâmetros de plasma. Estes parâmetros de plasma sãoajustados ou programados de modo a catalisarem a reaçãode dissociação das moléculas de contaminantes, tal como,por exemplo, do óleo. Conforme já mencionado, a formaçãode plasma gasoso pode também contribuir com parte doaquecimento do interior da câmara de reação 23,necessário para evitar a condensação de contaminantes nasparedes internas da câmara de reação 23.O uso de um meio aquecedor 70, externo à câmara de reação23, apresenta as vantagens de permitir obter umatemperatura homogênea no interior da câmara de reação 23e evitar a deposição de vapores e fuligem decorrentes dareação de plasma nas peças metálicas 1, no interior doreator de plasma 10. Outra vantagem, que decorre dageometria utilizada do sistema ânodo-cátodo 40 confinado,é que as espécies geradas no plasma envolvem,completamente, as peças metálicas 1, levando a umaremoção eficiente dos contaminantes, tais como óleo, daspeças metálicas 1.
A dissociação das moléculas de óleo produz radicais emoléculas mais leves, que mantém o estado físico gasosona temperatura de trabalho e são bombeadas para fora doreator de plasma 10, pelo sistema de vácuo 60.
O vapor de contaminante é exaurido da câmara de reação23, juntamente com os demais gases gerados na operação deplasma, ao término da operação de limpeza das peçasmetálicas 1. Como não há resíduos no interior da câmarade reação 23, pois ocorre a eliminação total do óleo eoutros contaminantes pela dissociação molecular ativadapelas espécies ativas geradas no plasma, a carga de peçasmetálicas 1 pode ser tratada dentro do mesmo reator deplasma 10, após terminada a operação de limpeza de ditaspeças metálicas 1, elevando-se a temperatura no interiorda câmara de reação 23 para valores compatíveis comaqueles requeridos em um determinado tratamentotermoquímico.
Na solução da presente invenção, o reator de plasma 20compreende também um sistema de chaveamento 90, quepermite inverter a polaridade entre o ânodo e o cátodo dosistema ânodo-cátodo 40, de tal forma que as peçasmetálicas 1 que, durante a operação de limpeza com adissociação de óleo e contaminantes, necessitam estar1igadas ao ânodo, passam a ser 1igadas ao cátodo dosistema ânodo-cátodo 40, para o tratamento termoquímicopor plasma.Com a presente invenção, a realização das operações delimpeza e de tratamento termoquímico, por plasma, ocorremno mesmo reator de plasma, sem necessitar interromper oaquecimento.
Após a operação de limpeza, com a remoção decontaminantes, particularmente do óleo, passa-se para aoperação de tratamento termoquímico, no mesmo reator deplasma 10, com a introdução, através da entrada 21 dacarcaça metálica 20, de uma carga de gases ionizáveis aointerior da câmara de reação 23, a qual pode sersemelhante àquela utilizada na operação de limpeza, ouainda conter determinados gases específicos para otratamento termoquímico desejado, esta nova carga gasosaionizável sendo alimentada ao interior da câmara dereação 23, de modo a envolver o suporte 30 e as peçasmetálicas 1.
Os gases ionizáveis da operação de tratamentotermoquímico são alimentados ao interior da câmara dereação 2 3, após a exaustão desta, dos gases e vapores daoperação de limpeza.
Inverte-se então a polaridade entre cátodo e ânodo, deforma que as peças metálicas 1 passem a estar ligadas aocátodo e, gerando descarga elétrica em uma mistura de gásespecificamente definida para um determinado tratamento termoquímico das peças metálicas já limpas, realizar esteno mesmo reator de plasma 10 e no mesmo ciclo térmico.Deve ser observado que o processo de tratamento termoquímico em descrição pode apresentar uma alteração nestaseqüência de etapas de alimentação de carga de gasesionizáveis e de inversão de polaridade, sem alterar oresultado obtido.
Após a admissão de uma nova carga gasosa e a inversão dapolaridade do sistema ânodo-cátodo 40, o processo detratamento termo-químico compreende ainda as etapas de:manter aquecido o interior da câmara de reação 23, pelolado externo do reator de plasma 10 e conduzir atemperatura, em seu interior, para os níveis exigidos notratamento termoquímico superficial desejado; aplicar aocãtodo uma descarga elétrica, de modo a provocar aformação de um plasma gasoso de íons envolvendo as peçasmetálicas 1 e o suporte 30 e um bombardeamento iônico naspeças metálicas 1; e prover a exaustão da carga gasosa dointerior da câmara de reação 23.
Na operação de tratamento termoquímico, a carga gasosaalimentada à câmara de reação 23 compreende, por exemplo:uma mistura gasosa de hidrogênio e nitrogênio, quando otratamento termoquímico é de nitretação; uma misturagasosa contendo hidrogênio, nitrogênio e carbono, quandoo tratamento termoquímico superficial for o denitrocarbonetação ou carbonitretação; uma misturacontendo hidrogênio, argônio e carbono, quando otratamento superficial for o de cementação; e uma misturagasosa contendo oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, argônioe carbono, quando o tratamento termoquímico superficialfor o de oxinitretação, oxinitrocarbonetação ouoxicarbonitretação. Podem ser utilizados outros gasesdependendo do processo termoquímico que se desej a.Para a operação de tratamento termoquímico, o suporte 3 0é conectado ao potencial negativo da fonte de energiaelétrica 50, através do eletrodo 41 que passa a atuarcomo cátodo da descarga elétrica, enquanto o eletrodo 41que antes fazia a função de cátodo, é aterrado, atuandoagora como ânodo da descarga elétrica. Após esta inversãoda polaridade, isto é, com as peças metálicas 1 nosuporte 3 0 ligado ao cátodo da descarga elétrica, érealizada a etapa desejada de tratamento termoquímico porplasma, no mesmo reator de plasma 10 e no mesmo ciclotérmico.
A carga gasosa a ser ionizada na câmara de reação 2 3 ésubmetida e mantida, em cada uma das operações de limpezae de tratamento termoquímico, a uma pressão sub-atmosférica da ordem de 1.33x1O1 Pascal (0.1 Torr) a1.33xl04 Pascal (100 Torr), ditas pressões sendo obtidaspela ação do sistema de vácuo 60, o qual compreende, porexemplo, uma bomba de vácuo. As operações de limpeza e detratamento térmico utilizam descarga elétrica DC, podendoser pulsada, em atmosfera sob baixa pressão contendo umacarga de gás ionizãvel, tal como acima definido, paraproduzir elétrons e hidrogênio atômico reativo ou outrasespécies, dependo dos gases utilizados para a geração doplasma.
O processo da presente invenção, incluindo as operaçõesde limpeza e de tratamento termoquímico por plasma, podeser utilizado para peças metálicas 1 produzidas pormetalurgia do pó ou outros processos de fabricação depeças (por exemplo, usinagem, estampagem, extrusão afrio, e outros) . O processo da presente invenção resultaem uma limpeza das peças metálicas 1 no reator de plasmada presente invenção em um tempo de cerca de 3 horas,sendo o tempo total incluindo a operação de limpeza e ade tratamento termoquímico (por exemplo, nitretação) deaproximadamente 6 horas. Este tempo de processo pode seralterado, para tempos maiores ou menores, em função danatureza do contaminante e do processo termoquímico.O meio aquecedor 70, externo à câmara de reação 23,aquece as paredes internas da carcaça metálica 20,evitando a deposição de contaminantes, tal como gotas deóleo, sendo possível manter o plasma estável e dissociartoda a carga de contaminantes das peças metálicas pelageração de plasma, bem como, manter a câmara de reação 23isenta de óleos e de fuligem, permitindo dar continuidadeao aquecimento e realizar, na seqüência, o processo detratamento termoquímico assistido por plasma no mesmoreator de plasma. Utilizando o sistema de aquecimentoauxiliar resistivo e mantendo a câmara de reação 23 emaproximadamente 500°C, não ocorre nenhum tipo dedeposição e nem formação de fuligem e a descarga elétricase mantém completamente estável, permitindo a completaremoção dos contaminantes, tal como óleo, emaproximadamente 3 horas, via dissociação molecular. Tantoa temperatura final quanto o tempo de limpeza podem seralterados em função da natureza química do contaminante.Após esta etapa de limpeza, para a qual as peçasmetálicas 1 estavam ligadas ao ânodo, a polaridade éinvertida e o suporte 30 das peças metálicas 1 passa aser ligado ao cátodo.
Após a exaustão dos gases utilizados no processo delimpeza, a temperatura no interior da câmara de reação 23é elevada, para a realização do processo de tratamentotermo-quimico, a valores entre 350°C e a cerca de 900°C.Alterando a carga de mistura gasosa para, por exemplo,hidrogênio e nitrogênio e aquecendo a câmara de reaçãoagora para temperaturas entre 480°C e 590°C, é realizadaa nitretação por plasma, ou outro tratamentotermoquímico, no mesmo reator de plasma 10, e no mesmociclo térmico, resultando na redução do tempo total deprocessamento e do consumo de energia, diminuindo, emdecorrência, o custo de produção. Outras faixas detemperaturas são possíveis (temperaturas maiores oumenores que a faixa citada como exemplo) e estas sãodefinidas em função do tipo de tratamento termoquímicoque será realizado.
Peças metálicas 1 tratadas no reator de plasma 10 emescala industrial, nas quais as operações de limpeza viaplasma e de tratamento termoquímico tal como nitretaçãovia plasma foram realizadas em um mesmo ciclo térmico, eforam analisadas por microscopia ótica e eletrônica, bemcomo, por análise por difração de raios-x. Os resultadosmostram que a camada nitretada obtida é similar àquelaobtida quando da realização via processo convencional,isto é, não em ciclo térmico único, ou seja, realizando aoperação de limpeza por processos tradicionais comsolventes orgânicos e remoção térmica utilizando outroequipamento. No entanto, é importante ressaltar que otempo total de tratamento, quando realizado via novoprocesso desenvolvido, ou seja, usando o plasma para aremoção do óleo, é significantemente menor, resultando emmaior produtividade. Adicionalmente, no processo deremoção do óleo por plasma não são utilizados reagentespoluentes como hexano e outros, tradicionalmenteutilizados no processo de limpeza química. Outrobeneficio do processo está correlacionado a utilização dosistema cátodo-ânodo 4 0 confinado que permite autilização de distâncias menores entre suporte de peçaspermitindo com isto uma quantidade maior de peças em ummesmo volume da câmara de reação 23 e/ou utilização deequipamentos de menores dimensões para uma mesmaprodutividade em comparação a outros sistemas conhecidosda técnica. Finalmente, o uso do mesmo reator de plasma10 para efetuar as etapas de limpeza (por exemplo remoçãode óleo) e de tratamento termoquímico (tais comonitretação), utilizando o sistema cãtodo-ânodo confinadocom aquecimento resistivo externo, resulta em umasubstancial redução dos investimentos.
Apesar de ter sido aqui ilustrada apenas umaconcretização exemplificativa da presente invenção, deveser entendido que poderão ser feitas alterações de formae de disposição dos elementos constitutivos sem que sefuja do conceito construtivo definido nas reivindicaçõesque acompanham o presente relatório.
Claims (23)
1.- Processo de plasma para tratamento de peças metálicas,em um reator de plasma (10) definindo uma câmara dereação (23) provida de: um suporte (30); um sistemaânodo-cãtodo (40) associado a uma fonte de energiaelétrica (50) ; uma entrada (21) de carga gasosaionizável; e uma saída (22), de exaustão de carga gasosa,conectada a um sistema de vácuo (60), caracterizado pelofato de compreender as seguintes etapas de limpeza:a) conectar o suporte (30) ao ânodo aterrado e o cátodo aum potencial negativo da fonte de energia elétrica (50);b) posicionar as peças metálicas (1) no suporte (3 0) nointerior da câmara de reação (23);c) envolver o suporte e as peças metálicas com uma cargagasosa ionizável alimentada à câmara de reação;d) aquecer o interior da câmara de reação (23), pelo ladoexterno do reator de plasma (10) , a temperaturas devaporização de contaminantes a serem dissociados daspeças metálicas (1) em tratamento no interior da câmarade reação (23);e) aplicar ao cátodo uma descarga elétrica, de modo aprovocar a formação de um plasma gasoso de íons com altaenergia cinética envolvendo as peças metálicas (1) e osuporte (3 0) e um bombardeamento de elétrons nas peçasmetálicas (1) , para dissociação molecular doscontaminantes; ef) prover a exaustão da carga gasosa e dos contaminantesmantidos em estado gasoso, do interior da câmara dereação (23) .
2. - Processo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a formação do plasma gasoso deions contribuir para o aquecimento do interior da câmarade reação (23) e a vaporização dos contaminantes sendodissociados.
3. - Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a cargagasosa, a ser ionizada, ser submetida a uma pressão sub-atmosférica, da ordem de 1.33 x IO1 Pascal (0,1 Torr) a 1.33 x IO4 Pascal (100 Torr) no interior da câmara dereação (23).
4. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de acarga gasosa ser selecionada de qualquer um dos gasesdefinidos por hidrogênio, oxigênio, argônio, nitrogênio emistura dos mesmos.
5.Processo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de a carga gasosa compreenderhidrogênio quando os contaminantes, a serem retirados daspeças metálicas, forem definidos por contaminantespossuindo reatividade com o hidrogênio e porcontaminantes a base hidrocarbonetos a serem dissociadosem gases a base de carbono e hidrogênio.
6.Processo, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de a carga gasosa compreenderoxigênio quando os contaminantes, a serem retirados daspeças metálicas, forem definidos por contaminantespossuindo reatividade com o oxigênio e por contaminantesa base de hidrocarbonetos a serem dissociados em gases abase de carbono e oxigênio.
7.Processo, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de a carga gasosa compreendermisturas de argônio com hidrogênio ou oxigênio quando oscontaminantes a serem retirados das peças metálicasnecessitarem de uma densidade eletrônica mais elevadapara a dissociação.
8.Processo, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de a carga gasosa compreendermisturas de nitrogênio com argônio ou hidrogênio ouoxigênio quando os contaminantes a serem retirados daspeças metálicas tiverem sua dissociação ativada pelapresença de nitrogênio.
9. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de atemperatura no interior da câmara de reação ser mantidaentre cerca de 30°C a cerca de 500°C.
10. - Processo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a exaustão da carga gasosa edos contaminantes em estado gasoso no interior da câmarade reação (23) ser feita sob vácuo.
11.- Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato de,após a etapa "f11 da operação de limpeza, incluir etapasadicionais de tratamento termoquímico superficial daspeças metálicas (1) , no mesmo reator de plasma (10) ,ditas etapas compreendendo:g- inverter a polaridade da energização do sistema anodo-cátodo (40) , de modo que o suporte (30) , com as peçasmetálicas (1), passe a definir o cátodo;h- envolver o suporte (30) e as peças metálicas (1) comuma nova carga gasosa ionizável, alimentada à câmara dereação (23);i- manter aquecido o interior da câmara de reação (23),pelo lado externo do reator de plasma (10) e conduzir atemperatura, em seu interior, para os níveis exigidos notratamento termoquímico superficial desej ado;j - aplicar ao cátodo uma descarga elétrica, de modo aprovocar a formação de um plasma gasoso de íonsenvolvendo as peças metálicas (1) e o suporte (30) e umbombardeamento iônico nas peças metálicas (1); ek- prover a exaustão da carga gasosa do interior dacâmara de reação (23).
12. - Processo, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de a exaustão da carga gasosa nointerior da câmara de reação (23) ser feita sob vácuo.
13. - Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11 e 12, caracterizado pelo fato de atemperatura no interior da câmara de reação, após aexaustão da carga gasosa da operação de limpeza, serconduzida para cerca de 350°C a cerca de 900°C.
14. - Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12 e 13, caracterizado pelo fato de acarga gasosa, a ser ionizada, ser submetida a uma pressãosub-atmosférica, da ordem de 1.33 x IO1 Pascal (0,1 Torr)a 1.33 x IO4 Pascal (100 Torr) no interior da câmara dereação (23).
15. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de acarga gasosa compreender mistura gasosa contendohidrogênio e nitrogênio, quando o tratamento termoquímicosuperficial for o de nitretação.
16. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de acarga gasosa compreender mistura gasosa contendohidrogênio, nitrogênio e carbono, quando o tratamentotermoquímico superficial for o de carbonitretação ounitrocarbonetação.
17.Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de acarga gasosa compreender mistura gasosa contendohidrogênio, argônio e carbono, quando o tratamentotermoquímico superficial for o de cementação.
18.Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de acarga gasosa compreender uma mistura gasosa contendohidrogênio, nitrogênio, argônio, carbono e oxigênio,quando o tratamento termoquímico superficial for o deoxinitretação, oxinitrocarbonetação e oxicarbonitretação.
19. Reator de plasma para tratamento de peças metálicas ecompreendendo uma carcaça metálica (2 0) definindo,internamente, uma câmara de reação (23) provida de: umsuporte (30) ; um sistema ânodo-cãtodo (40) associado auma fonte de energia elétrica (50) ; uma entrada (21) decarga gasosa ionizãvel; e uma saída (22), de exaustão decarga gasosa, conectada a um sistema de vácuo (60) ,caracterizado pelo fato de compreender um meio aquecedor(70) montado externamente à carcaça metálica (20), demodo a aquecer esta última e o interior da câmara dereação (23) .
20.- Reator, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de o meio aquecedor (70)transferir calor para o interior da câmara de reação(23) , por irradiação da carcaça metálica (20) .
21.- Reator, de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de o meio aquecedor (70) serformado por pelo menos um res istor (71) em contatotérmico com a carcaça metálica (20).
22. - Reator, de acordo com a reivindicação 21,caracterizado pelo fato de o suporte (3 0) compreendermúltiplas armações ordenadoras (31) , paralelas edistanciadas entre si, eletricamente acopladas a um mesmoeletrodo (41) do sistema ânodo-cátodo (40), eintercaladas por elementos condutores (42) acoplados aooutro eletrodo (41) do sistema ânodo-cátodo (40), cadauma de ditas armações ordenadoras (31) carregando pelomenos uma peça metálica (1) a ser tratada.
23. - Reator, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato de a direção da irradiaçãotérmica produzida da carcaça metálica (20) para ointerior da câmara de reação (23) ocorrer segundo umadireção paralela àquela das armações ordenadoras (31) dosuporte (30).
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