Aço para ferramentas

O aço para ferramentas refere-se a uma variedade de aço carbono e aço-liga que são particularmente adequados para serem transformados em ferramentas. Sua adequação vem da dureza distinta, resistência à abrasão e deformação e capacidade de manter uma aresta de corte a temperaturas elevadas. Como resultado, os aços para ferramentas são adequados para uso na modelagem de outros materiais. Com um teor de carbono entre 0,5% e 1,5%, os aços para ferramentas são fabricados sob condições cuidadosamente controladas para produzir a qualidade necessária. A presença de carbonetos em sua matriz desempenha um papel dominante nas qualidades do aço para ferramentas. Os quatro principais elementos de liga que formam carbonetos no aço para ferramentas são: tungstênio, cromo, vanádio e molibdênio . A taxa de dissolução dos diferentes carbonetos na forma de austenita do ferro determina o desempenho em alta temperatura do aço (mais lento é melhor, resultando em um aço resistente ao calor). O tratamento térmico adequado desses aços é importante para o desempenho adequado.[1]

Existem seis grupos de aços para ferramentas: endurecimento por água, trabalho a frio, resistência a choques, alta velocidade, trabalho a quente e fins especiais. A escolha do grupo a selecionar depende do custo, temperatura de trabalho, dureza superficial exigida, resistência, resistência ao choque e requisitos de resistência.[2]

Grupo de trabalho a frio

Os aços para ferramentas para trabalho a frio incluem as séries O (endurecimento por óleo), A (endurecimento por ar) e D (alto carbono-cromo). Estes são os aços usados para cortar ou formar materiais que estão a baixas temperaturas. Esse grupo possui alta temperabilidade e resistência ao desgaste, e dureza média e resistência ao amolecimento térmico.[3] Eles são usados na produção de peças maiores ou peças que requerem distorção mínima durante o endurecimento. O uso de têmpera de óleo e endurecimento a ar ajuda a reduzir a distorção, evitando as tensões mais altas causadas pela têmpera mais rápida da água. São utilizados mais elementos de liga nesses aços, em comparação com a classe de endurecimento da água. Essas ligas aumentam a temperabilidade dos aços e, portanto, exigem um processo de têmpera menos severo e, como resultado, são menos propensas a trincas. Eles têm alta dureza superficial e são frequentemente usados para fazer lâminas de facas. A usinabilidade dos graus de endurecimento por óleo é alta, mas para os tipos com alto teor de carbono-cromo é baixa.[4]

Endurecimento de óleo: a série O

Esta série inclui um tipo O1, um tipo O2, um tipo O6 e um tipo O7. Todos os aços deste grupo são normalmente endurecidos a 800   ° C, o óleo foi temperado e depois temperado a <  200 °C. [5][6][7][8][9]

Grau Composição Notas
O1 0,90% C, 1,0–1,4% Mn, 0,50% Cr, 0,50% W, 0,30% Si, 0,20% V É um aço de trabalho a frio usado para medidores, ferramentas de corte, ferramentas para trabalhar madeira e facas. Pode ser endurecido para 66 HRC, normalmente usado em Rc61-63. Vanádio é opcional. Também vendido como Arne, SKS3, 1.2510 e 100MnCrW4.[10]
O2 0,90% C, 1,5–2,0% Mn, 0,30% Cr, 0,30% Si, 0,15% V É um aço de trabalho a frio usado para medidores, ferramentas de corte, ferramentas para trabalhar madeira e facas. Pode ser endurecido para 66 HRC, normalmente usado em Rc61-63. Também vendido como 1.2842 e 90MnCrV8.
O6 1,45% C, 1,0% Mn, 1,0% Si, 0,3% Mo É um aço para ferramentas grafítico de endurecimento a óleo, para trabalho a frio, com excelente resistência ao desgaste deslizante metal-metal e escoriações. APLICAÇÕES: Medidores de rosca, medidores mestres, excêntricos, buchas, mangas, placas de granulação de carne, mandris, rolos de formação, lâminas de cisalhamento, punções, matrizes, guias de alimentação de barras.[11]

Endurecimento a ar: a série A

Os aços endurecedores a ar modernos são caracterizados por baixa distorção durante o tratamento térmico, devido ao seu alto teor de cromo. Sua usinabilidade é boa e eles têm um equilíbrio de resistência ao desgaste e tenacidade (ou seja, entre as classes D e resistente a choques).[12]

Grau Composição Notas
A2 [13] 1,0% C, 1,0% Mn, 5,0% Cr, 0,3% Ni, 1,0% Mo, 0,15–0,50% V Um aço de ferramenta de uso geral comum; é a variedade mais comumente usada para endurecer ao ar. É comumente usado para esvaziar e formar punções, matrizes de corte, matrizes de enrolar linhas e matrizes de moldagem por injeção. [12]
A3 [14] 1,25% C, 0,5% Mn, 5,0% Cr, 0,3% Ni, 0,9-1,4% Mo, 0,8-1,4% V
A4 [15] 1,0% C, 2,0% Mn, 1,0% Cr, 0,3% Ni, 0,9-1,4% Mo
A6 [16] 0,7% C, 1,8-2,5% Mn, 0,9-1,2% Cr, 0,3% Ni, 0,9-1,4% Mo Esse tipo de aço-ferramenta endurece ao ar a uma temperatura relativamente baixa (aproximadamente a mesma temperatura que os tipos de endurecimento por óleo) e é dimensionalmente estável. Portanto, é comumente usado para matrizes, ferramentas de conformação e medidores que não exigem extrema resistência ao desgaste, mas precisam de alta estabilidade.
A7 [17] 2,00–2,85% C, 0,8% Mn, 5,00–5,75% Cr, 0,3% Ni, 0,9–1,4% Mo, 3,9–5,15% V, 0,5–1,5 W
A8 [18] 0,5–0,6% C, 0,5% Mn, 4,75–5,50% Cr, 0,3% Ni, 1,15–1,65% Mo, 1,0–1,5 W
A9 [19] 0,5% C, 0,5% Mn, 0,95–1,15% Si, 4,75–5,00% Cr, 1,25–1,75% Ni, 1,3–1,8% Mo, 0,8–1,4% V
A10 [20] 1,25-1,50% C, 1,6-2,1% Mn, 1,0-1,5% Si, 1,55-2,05% Ni, 1,25-1,75% Mo Esta classe contém uma distribuição uniforme de partículas de grafite para aumentar a usinabilidade e fornecer propriedades autolubrificantes. É comumente usado para medidores, mandris, tesouras e punções.[21]

1,2767 tipo

A ISO 1.2767, também conhecida como DIN X 45 NiCrMo 4, AISI 6F7 e BS EN 20 B, é um aço para ferramentas endurecedor ao ar com um elemento de liga primária de níquel. Possui boa tenacidade, grãos estáveis e é altamente polida. É usado principalmente para matrizes em aplicações de moldagem por injeção de plástico que envolvem altas tensões. Outras aplicações incluem matrizes de corte, matrizes de forjamento e lâminas industriais.[22]

Grupo de trabalho a quente

Os aços de trabalho a quente são um grupo de aço usado para cortar ou modelar o material a altas temperaturas. Os aços para ferramentas do grupo H foram desenvolvidos para resistência e dureza durante exposição prolongada a temperaturas elevadas. Esses aços para ferramentas são de baixo carbono e ligas de moderada a alta, que fornecem boa dureza e tenacidade a quente e boa resistência ao desgaste devido a uma quantidade substancial de carboneto.[1]

Classes de aço para ferramentas AISI-SAE[23]
Definindo propriedade Grau AISI-SAE Características significativas
Endurecimento por água W
Trabalho a frio O Endurecimento de óleo
UMA Endurecimento ao ar; liga média
D Alto carbono; alto cromo
Resistente ao choque S
Alta velocidade T Base de tungstênio
M Base de molibdênio
Trabalho a quente H H1-H19: base de cromo
H20 – H39: base de tungstênio
H40-H59: base de molibdênio
Molde de plástico P
Propósito especial eu Baixa liga
F Tungstênio carbono

Referências

  1. ↑ a b Verhoeven, John. Steel Metallurgy for the Non-Metallurgist. ASM International. [S.l.: s.n.] 159 páginas. ISBN 9780871708588 
  2. ↑ Baumeister, Avallone, Baumeister. «6». Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers, 8th ed. McGraw Hill. [S.l.: s.n.] pp. 33, 34. ISBN 9780070041233 
  3. ↑ Black, J. T.; Kohser, Ronald A. (21 de julho de 2020). DeGarmo's Materials and Processes in Manufacturing (em inglês). [S.l.]: John Wiley & Sons. p. 101. 896 páginas. ISBN 9781119723295 
  4. ↑ Nunes, Marlon Muniz; Silva, Eduardo Miguel da; Renzetti, Reny Angela; Brito, Tarcisio Gonçalves; Nunes, Marlon Muniz; Silva, Eduardo Miguel da; Renzetti, Reny Angela; Brito, Tarcisio Gonçalves (2019). «Analysis of Quenching Parameters in AISI 4340 Steel by Using Design of Experiments». Materials Research (em inglês) (1). ISSN 1516-1439. doi:10.1590/1980-5373-mr-2018-0315. Consultado em 10 de novembro de 2020 
  5. ↑ «Carpenter O6 Graphitic Tool Steel (AISI O6)». www.matweb.com. Consultado em 20 de novembro de 2017 
  6. ↑ «Crucible Steel KETOS® Tool Steel, AISI O1». www.matweb.com. Consultado em 20 de novembro de 2017 
  7. ↑ «AISI Type O2 Oil-hardening Tool Steel, oil quenched at 800°C, tempered at 260°C». www.matweb.com. Consultado em 20 de novembro de 2017 
  8. ↑ «AISI Type O7 Tool Steel». www.matweb.com. Consultado em 20 de novembro de 2017 
  9. ↑ www.roberidesigns.com. «The Sousa Corp | Tool Steel Composition». www.sousacorp.com. Consultado em 20 de novembro de 2017 
  10. ↑ «Arne eng-120901» (PDF). Uddeholm. 2014. Consultado em 10 de novembro de 2020 
  11. ↑ «High Speed Steel | Tool Steel | O6 | O6 Technical Data». www.hudsontoolsteel.com. Consultado em 10 de novembro de 2020 
  12. ↑ a b Oberg et al. 2004, pp. 466–467.
  13. ↑ «eFunda: Properties of Tool Steel AISI A2». Efunda. 2 de abril de 2012. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original em 2 de abril de 2012 
  14. ↑ «eFunda: Properties of Tool Steel AISI A3». Efunda. 2 de abril de 2012. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original em 2 de abril de 2012 
  15. ↑ «eFunda: Properties of Tool Steel AISI A4». Efunda. 2 de abril de 2012. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original em 2 de abril de 2012 
  16. ↑ «eFunda: Properties of Tool Steel AISI A6». Efunda. 2 de abril de 2012. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original em 19 de agosto de 2011 
  17. ↑ «eFunda: Properties of Tool Steel AISI A7». Efunda. 2 de abril de 2012. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original em 16 de setembro de 2011 
  18. ↑ «eFunda: Properties of Tool Steel AISI A8». Efunda. 2 de abril de 2012. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original em 9 de setembro de 2011 
  19. ↑ «eFunda: Properties of Tool Steel AISI A9». Efunda. 2 de abril de 2012. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original em 2 de abril de 2012 
  20. ↑ «eFunda: Properties of Tool Steel AISI A10». Efunda. 2 de abril de 2012. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original em 2 de abril de 2012 
  21. ↑ «A-10 TOOL STEEL MATERIAL INFORMATION». www.windsorsteel.com. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original em 4 de abril de 2004 
  22. ↑ «Plastic Mould Steel / Cold Working Steel» (PDF). Buderus-Steel. Consultado em 10 de novembro de 2020. Arquivado do original (PDF) em 12 de novembro de 2006 
  23. ↑ Oberg et al. 2004, p. 452.

Bibliografia

  • Oberg, Erik; Jones, Franklin D.; McCauley, Christopher J.; Heald, Ricardo M. (2004). Machinery's Handbook 27th ed. [S.l.]: Industrial Press. ISBN 978-0-8311-2700-8. 

Ligações externas

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