Seleção de aço ferramenta para matrizes de laminação
Matrizes de laminação são usadas para estampar chapas finas de aço elétrico para transformadores, motores e induzidos. O processo opera à temperatura ambiente e é inteiramente a frio.
Durante a produção, a matriz é submetida a altas cargas de compressão e impacto cíclico contínuo proveniente da estampagem em alta velocidade. Ao mesmo tempo, o contato repetido com o material de chapa fina causa desgaste progressivo nas bordas. Os principais modos de falha são o desgaste abrasivo e adesivo (gripagem), não havendo danos térmicos envolvidos.
Como não há temperaturas elevadas, propriedades como resistência à fadiga térmica e dureza a quente não influenciam a seleção do material.
Fatores de seleção
A seleção do aço ferramenta para matrizes de laminação é determinada pelo modo de falha real da aresta da matriz. Na maioria dos casos, a decisão se resume a se o desgaste ou o lascamento limita a vida útil da ferramenta.
Resistência ao desgaste
Quando o desgaste da aresta de corte define a vida útil da ferramenta, um maior teor de carboneto é necessário para manter as arestas de corte afiadas durante longos períodos de produção. Isso melhora a resistência à abrasão do material da chapa, mas aumenta a fragilidade.
Robustez
Quando lascas ou fissuras nas bordas ocorrem antes de um desgaste significativo, uma maior tenacidade torna-se necessária. A tenacidade determina a resistência à microfratura induzida por impacto na aresta de corte, especialmente sob condições de estampagem de alta velocidade ou instáveis.
Estabilidade dimensional
Para matrizes com tolerâncias apertadas ou geometrias complexas, a distorção durante o tratamento térmico pode ser uma limitação prática. Os aços de endurecimento ao ar são preferidos quando a manutenção da precisão dimensional é crítica.
Aços para ferramentas recomendados
As classificações a seguir são selecionadas com base no mecanismo de falha predominante na aplicação.
AISI D2 (Aço de alto carbono e alto cromo)
O D2 é utilizado quando o desgaste é o principal fator limitante. Seu alto volume de carboneto proporciona forte resistência ao desgaste das arestas, permitindo um desempenho estável em longos períodos de produção.
Sua limitação reside na menor tenacidade. Quando a borda da matriz é fina, mal suportada ou exposta a variações de impacto, pode ocorrer lascamento antes que o desgaste se torne crítico. Dureza típica: 58–62 HRC
Aço ferramenta AISI A2 | 1.2363 | SKD12
O aço A2 é selecionado quando o lascamento da aresta limita a vida útil da ferramenta. Ele oferece maior resistência que o D2, reduzindo o risco de quebra da aresta sob impactos repetidos.
A resistência ao desgaste é inferior à do D2, sendo, portanto, mais adequada para volumes de produção moderados ou condições em que a estabilidade é mais importante do que a vida útil máxima da lâmina. Dureza típica: 56–60 HRC.
Aço ferramenta AISI M2 | 1.3343 | SKH51
O aço M2 é utilizado em aplicações onde os aços para trabalho a frio padrão sofrem desgaste muito rápido. Sua maior dureza e distribuição mais fina de carbonetos melhoram a resistência ao desgaste rápido das arestas, especialmente na estampagem de aços elétricos abrasivos.
Devido à sua menor tenacidade em comparação com o A2, requer um projeto de matriz estável e suporte suficiente para evitar falhas nas bordas. Dureza típica: 60–66 HRC.
Aço ferramenta AISI L6 | 1.2714 | SKT4
O aço L6 é aplicado quando a fratura ou lascamento severo são as principais causas de falha da ferramenta. Sua alta tenacidade permite que a matriz resista a condições de impacto que causariam falha frágil em aços de liga mais elevada.
Esta classe sacrifica a resistência ao desgaste e normalmente é usada apenas quando as classes D2 ou A2 falham devido a fissuras. Dureza típica: 52–58 HRC (para aplicações de estampagem).
Tabela Resumo
| Aço ferramenta de alta qualidade | Dureza típica | Vantagem primária | Melhor caso de uso |
| AISI D2 | 58–62 HRC | Alta resistência ao desgaste | Percursos longos onde o desgaste das bordas é predominante |
| AISI A2 | 56–60 HRC | Maior resistência | Risco de lascamento, condições de estampagem instáveis |
| AISI M2 | 60–66 HRC | Resistência superior ao desgaste em alta dureza | Folhas abrasivas, desgaste rápido das bordas |
| AISI L6 | 52–58 HRC | Alta resistência a impactos | Prevenir rachaduras ou quebras nas bordas |