Aço para Engrenagens: Uma Necessidade Central na Fabricação de Equipamentos

I. "A Pedra Angular da Transmissão" – Aço para Engrenagens

1. Definição
O aço para engrenagens é um termo genérico para aços que podem ser utilizados na fabricação de engrenagens. Após tratamento térmico de acordo com os requisitos de uso, este tipo de aço geralmente possui boa resistência, dureza e tenacidade, ou exibe resistência ao desgaste superficial com um núcleo tenaz e resistente ao impacto.

2. Classificação
Com base no teor de carbono e liga, o aço para engrenagens pode ser categorizado em aço de baixo carbono, como o aço Grau 20, aço de baixa liga, como 20Cr e 20CrMnTi, aço de médio carbono, como os aços Grau 35 e Grau 45, e aço de média liga, como 40Cr, 42CrMo e 35CrMo.

De acordo com a série de liga, o aço para engrenagens pode ser classificado em série Cr-Mn-Ti, série Cr, série Mn-Cr, série Cr-Mo, série Cr-Mn-B e série Cr-Ni-Mo.

China: Os graus tradicionais de aço para engrenagens seguem as antigas normas soviéticas, sendo os mais utilizados a série Mn e a série Mn-Cr. Os graus mais representativos são 20CrMnTi e 20CrMo. As normas nacionais GB/T 3077-2015, GB/T 5216-2014, GB/T 33160-2016 e a norma da associação da indústria de engrenagens CGMA 001-2012 "Condições Técnicas para Aço de Engrenagem Veicular" especificam os requisitos técnicos para o aço de engrenagem, entre os quais o GB/T 33160 aborda principalmente o aço para engrenagens para geração de energia eólica.

Japão: O aço para engrenagens é subdividido de acordo com as aplicações práticas, consistindo principalmente nas séries Cr, Cr-Mo e Ni-Cr-Mo. Por exemplo, a série Cr (como SCr415) é usada principalmente em engrenagens de transmissão de veículos pequenos; a série Cr-Mo (como SCM420) é aplicada nas engrenagens motrizes e movidas dos eixos traseiros de automóveis pequenos (entre as quais a SCM822, com maior teor de Mo, é usada para engrenagens motrizes e movidas de eixos traseiros de veículos médios); a série Ni-Cr-Mo (como SNCM415) é usada em veículos pesados que requerem alta temperabilidade e tenacidade do núcleo. A norma japonesa JIS G4052 especifica os principais requisitos técnicos para o aço de engrenagem.

EUA: Para transmissões de veículos pequenos, é utilizado predominantemente o aço ao Mo 4023. Para engrenagens de transmissão de veículos médios e engrenagens motrizes e movidas de eixos traseiros, são empregados principalmente aços com menor teor de Ni, como 8260 e 8720. Para veículos pesados, são utilizados principalmente aços com maior teor de Ni, como 4320, e aqueles com maior teor de Mo, como 8822, sendo que alguns veículos pesados utilizam o aço contendo boro 94B17. As normas americanas SAE J1268 e ASTM A304 especificam os principais requisitos técnicos para o aço de engrenagem. Alemanha: Inclui principalmente a série Mn-Cr, série Cr-Mo, série ZF (série Mn-Cr com adição de B), série Cr-Ni-Mo, etc., como o 17CrNiMo6. Os principais requisitos técnicos para o aço de engrenagem são especificados nas normas alemãs DIN EN 10084 e DIN 17210.

3. Processo de Produção
Existem basicamente dois tipos de rotas de processo de produção para aço para engrenagens na China:
(1) Forno elétrico (ou conversor a oxigênio) + refino LF (ou VAD ou RH) → lingotamento em molde → laminação (ou forjamento) primária em blocos/tarugos → acabamento em laminador de trem aberto ou semi-contínuo → acabamento final → inspeção e armazenagem;
(2) UHP (processo de ultra alta potência para produção de aço limpo) (ou forno a arco elétrico com sangria excêntrica de fundo) + refino LF/VD → lingotamento contínuo de tarugos quadrados de aço ligado → acabamento em laminador (semi)contínuo → acabamento final → inspeção e armazenagem.

II. Crescimento Estável da Produção e Melhoria da Qualidade, com Aceleração da Concentração
A produção da indústria de aço para engrenagens manteve uma tendência de crescimento estável por muitos anos consecutivos. Segundo estatísticas da Associação Chinesa de Empresas de Aços Especiais, a produção de aço bruto de aço para engrenagens pelas suas principais empresas membro atingiu 5,02 milhões de toneladas em 2024, um aumento de 39,1% em relação a 2021. No contexto da crescente competição no mercado de aços de baixo valor agregado, as empresas de primeira linha estão acelerando sua entrada no segmento "especializado, refinado, diferenciado e inovador". Por meio de medidas como otimização de custos em todo o processo, atualização de linhas de produção inteligentes e integração profunda com a demanda final, alcançaram redução de custos e ganhos de eficiência, levando a uma melhoria contínua na qualidade do desenvolvimento do setor. Com base no ritmo atual de liberação de capacidade e previsões de demanda de mercado, espera-se que a produção de aço bruto de aço para engrenagens pelas principais empresas membro atinja 5,6 milhões de toneladas em 2025, um aumento de 11,6% em relação ao ano anterior.

A concentração entre os produtores de aço para engrenagens é atualmente alta. CITIC Pacific, Grupo Baowu, Grupo Shagang, Grupo Valin e Grupo HBIS detêm coletivamente uma participação de mercado superior a 50%. Além destas, há também o Grupo Ansteel e o Grupo Jianlong, entre outros. As empresas de primeira linha, aproveitando seus pontos fortes em capacidade de P&D, controle de custos e recursos estáveis de clientes, estão expandindo sua escala por meio de fusões e aquisições, substituição de capacidade, entre outros meios. Enquanto isso, as pequenas e médias empresas, pressionadas por múltiplas pressões, incluindo limites ambientais, barreiras tecnológicas e flutuações nos preços das matérias-primas, veem seu espaço de sobrevivência continuamente reduzido, levando à transformação do negócio ou à saída do mercado. O padrão setorial de "os fortes ficando mais fortes" está se tornando cada vez mais evidente. III. Demanda Automotiva Estável e Efeitos Significativos de Clusters Industriais
O aço para engrenagens é a matéria-prima central para a produção de engrenagens, e as engrenagens, como componentes básicos indispensáveis na indústria mecânica, servem como os principais elementos de transmissão para a grande maioria dos equipamentos mecânicos completos. Os cenários de aplicação do aço para engrenagens são amplos e, correspondentemente, a indústria de engrenagens da China é composta principalmente por três grandes segmentos: engrenagens para veículos, engrenagens industriais e equipamentos especializados de engrenagens. Entre estes, as engrenagens para veículos representam 62% da quota de mercado; as engrenagens industriais, compreendendo engrenagens de uso geral e especializadas, detêm quotas de mercado de 18% e 12%, respectivamente; os equipamentos de engrenagens representam 8% da quota de mercado.

Do ponto de vista da estrutura de demanda dos usuários finais, a indústria automotiva é o setor de consumo central, representando mais de 50% e servindo como o principal impulsionador do crescimento da produção de aço para engrenagens; seguida pela indústria de máquinas, com uma quota próxima de 30%; a demanda restante está distribuída por setores como eletrodomésticos, médicos e transporte ferroviário.

Regionalmente, os clusters industriais domésticos de engrenagens apresentam efeitos significativos. Influenciados por restrições como custos de transporte, ciclos de fornecimento e níveis de coordenação de produção, os participantes da indústria de engrenagens da China estão cada vez mais se concentrando e padronizando regionalmente. Atualmente, o maior cluster industrial de engrenagens da China está localizado no leste do país, representando mais de 50% do mercado nacional de engrenagens em termos de produção e vendas. Seguem-se as concentrações nas regiões de Pequim-Tianjin-Hebei, nordeste da China e Sichuan e Chongqing. Entre estas, os produtos de engrenagens manuais médias e grandes para automóveis estão situados principalmente em Changchun e Chongqing, enquanto engrenagens especializadas, de uso geral e pesadas estão distribuídas principalmente em Hebei, Zhejiang, Jiangsu e outras regiões.

IV. Dupla Condução da Oferta e Demanda: O Aço para Engrenagens Entra numa Nova Fase de Crescimento Simultâneo em Quantidade e Qualidade
Do lado da oferta, no contexto da profunda involução da indústria siderúrgica, todo o setor é obrigado a acelerar a iteração tecnológica e os avanços de processo, impulsionando os produtos de aço para engrenagens em direção ao desenvolvimento de alta gama e desempenho extremo. Aliado à contínua aplicação de verificações ambientais e políticas de duplo controle sobre consumo de energia e intensidade energética, pequenas e médias empresas estão gradualmente saindo ou se transformando, acelerando ainda mais a consolidação da indústria e destacando as vantagens de capacidade e tecnologia das empresas de primeira linha. Do lado da demanda, a indústria automotiva permanece o pilar central do consumo de aço para engrenagens, com a rápida penetração dos veículos elétricos compensando efetivamente o declínio na demanda por veículos a combustão interna. O setor de máquinas pesadas, apoiado pela dupla condução do preenchimento da lacuna de infraestrutura doméstica e das exportações para o exterior, está impulsionando o crescimento estável da demanda por aço para engrenagens através de modelos centrais como escavadeiras, guindastes e carregadeiras. Entretanto, campos emergentes de manufatura, como robôs industriais e máquinas-ferramentas de precisão, estão crescendo rapidamente, tornando-se novos pontos de crescimento para a demanda de aço para engrenagens. Em resumo, a indústria do aço para engrenagens está entrando numa nova fase de "crescimento simultâneo em quantidade e qualidade", sendo o desenvolvimento de alta gama, personalização e sustentabilidade as direções centrais ao longo da evolução da indústria.