Propriedades do aço para ferramentas de trabalho a quente 3Cr2W8V (H21)

Na Aobo Steel, reconhecemos que a seleção do material certo é crucial para o desempenho e a longevidade das suas ferramentas. Com mais de 20 anos de experiência em forjamento e amplo conhecimento em aços para ferramentas, queremos fornecer informações claras sobre o aço para ferramentas 3Cr2W8V, também conhecido como H21. Este é um aço comum para ferramentas de trabalho a quente, e compreender seus detalhes técnicos é fundamental para utilizá-lo com eficácia.

1. Composição química do aço para ferramentas 3Cr2W8V

O aço para ferramentas 3Cr2W8V é um aço de liga definido por sua composição química. Embora os padrões possam variar ligeiramente, os principais elementos de liga são:

• Carbono (C): Normalmente 0,30% – 0,40%
• Cromo (Cr): Normalmente 2.20% – 2.70%
• Tungstênio (W): Normalmente 7.50% – 9.00%
• Vanádio (V): Normalmente 0,20% – 0,50%

Limites também são impostos a impurezas como fósforo (P) e enxofre (S) para manter a qualidade do material.

2. Graus equivalentes de aço para ferramentas 3Cr2W8V

Ao adquirir materiais globalmente, você pode encontrar nomes diferentes para os mesmos tipos de aço ou similares. Os equivalentes para o aço para ferramentas 3Cr2W8V incluem:

• Europeu (EN): X30WCrV9-3 (1,2581)
• EUA (AISI): H21
• Japão (JIS): SKD5
• Alemanha (DIN): 1.2581, X30WCrV9-3
• República Tcheca (CSN): 19721

Observe que a composição química pode variar ligeiramente entre os padrões. Consulte sempre a ficha técnica específica do material para confirmar se ele atende exatamente às suas necessidades.

3. Propriedades do aço para ferramentas 3Cr2W8V

Os elementos de liga conferem ao aço ferramenta 3Cr2W8V propriedades essenciais para trabalhos em altas temperaturas:

• Dureza a quente: Mantém bem a dureza e a resistência em altas temperaturas, geralmente até cerca de 650°C, resistindo à deformação.
• Resistência ao desgaste térmico e à fadiga: Ele suporta o desgaste e o estresse causados por ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento comuns no trabalho a quente.
• Resistência a altas temperaturas: Oferece tenacidade razoável em temperaturas de trabalho, ajudando a evitar rachaduras sob estresse.

4. Aplicações do aço para ferramentas 3Cr2W8V

Graças a essas propriedades, o aço ferramenta 3Cr2W8V é utilizado para:

• Forjamento a quente: Punções e matrizes, especialmente onde as cargas de impacto não são excessivamente altas.
• Extrusão a quente: Ferramentas como matrizes e mandris, especialmente para ligas de cobre.
• Fundição sob pressão: Tradicionalmente usado para fundição sob pressão de ligas de alumínio e cobre, embora aços mais novos possam oferecer vida útil mais longa em alguns casos.
• Outros trabalhos a quente: Lâminas de corte a quente e ferramentas de corte a quente.

5. Importância do tratamento térmico

Para obter o desempenho ideal do aço para ferramentas 3Cr2W8V é necessário um processamento preciso tratamento térmicoUm processo típico envolve:

1. Austenitização: Aquecimento a 1050°C-1100°C.
2. Têmpera: Normalmente, a têmpera em óleo é empregada para produzir uma estrutura dura e martensítica. Temperaturas de austenitização mais altas podem aumentar a temperabilidade, mas exigem controle cuidadoso para evitar distorções ou trincas. A têmpera a gás, às vezes seguida de têmpera em óleo, pode ser usada para seções maiores.
3. Têmpera: Feito duas ou três vezes, normalmente entre 560°C e 580°C, para equilibrar dureza e tenacidade.

Este processo normalmente produz uma dureza de 49-52 HRC. Tratamentos específicos podem ser ajustados; por exemplo, temperaturas de têmpera mais baixas podem ser usadas para aplicações de trabalho a frio que exigem uma estrutura de grãos refinada e tenacidade aprimorada.

6. Melhorando o desempenho com tratamentos de superfície

Os tratamentos de superfície podem melhorar significativamente a vida útil das ferramentas 3Cr2W8V:

• Nitretação / Nitretação de Oxigênio: Aumenta a dureza da superfície e a resistência ao desgaste. A nitretação com oxigênio demonstrou bons resultados em matrizes de fundição sob pressão de alumínio.
• Revestimentos PVD (por exemplo, TiN): Aumente a dureza da superfície, reduza o atrito e melhore a resistência ao desgaste e à corrosão.
• Tratamento a vapor: Cria uma camada protetora de óxido, melhorando a resistência à corrosão.
• Boronização: Aumenta a resistência ao desgaste; às vezes usado em conjunto com nitretação iônica para matrizes de extrusão a quente.
• Revestimento eletroquímico (cromo): Melhora a resistência ao desgaste e reduz a adesão do material na fundição sob pressão.

7. Desafios potenciais e melhores práticas

Embora eficaz, os usuários devem estar cientes dos possíveis problemas com o aço para ferramentas 3Cr2W8V:

• Rachaduras: Um teor mais alto de liga pode torná-lo propenso a rachaduras em pontos de tensão, como cantos vivos ou mudanças de seção, ou devido a choque térmico. O pré-aquecimento adequado e evitar o resfriamento rápido são essenciais.
• Desgaste/Fadiga (Fundição sob Pressão): Podem ocorrer desgaste adesivo, oxidação, indentação da superfície e fadiga térmica.
• Defeitos materiais: Problemas como descarbonetação ou carburação durante o tratamento térmico, ou forjamento e recozimento inadequados, podem levar à falha prematura.

Na Aobo Steel, nossos mais de 20 anos de experiência em forjamento e colaboração com mais de 40 fornecedores estáveis nos permitem gerenciar esses fatores de forma eficaz por meio de seleção meticulosa de materiais, processamento e controle de tratamento térmico.

8. Opções alternativas de aço

Se o aço para ferramentas 3Cr2W8V não atender totalmente às suas necessidades, outras classes podem ser mais adequadas:

• 4Cr5MoSiV1 (H13): Oferece maior tenacidade e resistência à fadiga térmica, frequentemente usado como substituto.
• Aços básicos (por exemplo, 6Cr4W3Mo2VNb, 5Cr4Mo3SiMnVAl): Eles fornecem alta resistência e tenacidade para ferramentas de trabalho a quente e a frio.
• Aços especializados para fundição sob pressão: Otimizado para resistência à fadiga térmica em fundição de alumínio.
• Aços rápidos (graus modificados/PM): Considerado para aplicações de alto desgaste que necessitam de boa tenacidade.

Escolhendo o aço certo com Aobo Steel

A seleção do aço ideal depende do seu processo específico: temperatura operacional, tipo de carga, material a ser trabalhado e vida útil desejada da ferramenta.

A Aobo Steel tem a experiência e o conhecimento para ajudá-lo a avaliar se o 3Cr2W8V é a melhor opção ou se outra classe ofereceria melhor custo-benefício. Entre em contato conosco para discutir as necessidades específicas da sua aplicação. Visite-nos em www.aobosteel.com.