Propriedades do aço ferramenta para trabalho a frio

Propriedades do aço para ferramentas A2

O aço ferramenta A2 é um aço ferramenta para trabalho a frio com endurecimento ao ar, apresentando boa resistência ao desgaste, tenacidade média a boa, excelente estabilidade dimensional e dureza de trabalho comum em torno de 57–62 HRC após tratamento térmico.

O aço A2 é amplamente utilizado em punções, matrizes, ferramentas de conformação, lâminas de corte, matrizes de laminação de roscas, calibradores, ferramentas de precisão e componentes para trabalho a frio que exigem um equilíbrio prático entre resistência ao desgaste, tenacidade, usinabilidade e estabilidade ao tratamento térmico.

Suprimentos de aço Aobo Aço ferramenta para trabalho a frio A2 com têmpera ao ar Para matrizes, punções, lâminas, calibradores, ferramentas de conformação e aplicações de ferramentas de precisão.

Barra de aço ferramenta A2

Confirmado: A2 é a nota certa?

A Aobo Steel fornece aço A2 recozido, pronto para usinagem e tratamento térmico. Envie suas dimensões e quantidades, ou consulte as especificações completas do produto e a disponibilidade em estoque.

Resumo das propriedades do aço ferramenta A2

PropriedadeComportamento típico do aço ferramenta A2Significado prático
Tipo de açoAço ferramenta para trabalho a frio com têmpera ao arUtilizado para ferramentas de trabalho a frio de precisão
Principais equivalentes1.2363, SKD12, Cr5Mo1V, UNS T30102Útil para compras internacionais.
Dureza de trabalho típicaAproximadamente 57–62 HRCDepende da temperatura de têmpera e da aplicação.
Dureza após recozimentoAproximadamente 201–229 HBAdequado para usinagem antes do endurecimento.
Resistência ao desgasteBomMelhor que O1 e aços da série S, inferiores a D2
RobustezDe médio a bomMelhor que D2, inferior a S7
Estabilidade dimensionalMuito bomBaixa movimentação durante o endurecimento ao ar
UsinabilidadeAproximadamente 60% de aço carbono para ferramentas 1% de referênciaMais fácil de usinar do que o D2.
Resposta ao tratamento térmicoEndurecimento ao ar, revenimento duplo recomendadoAjuda a reduzir a distorção e a fragilidade.
Resistência à corrosãoNão é inoxidávelRequer proteção contra ferrugem.
Principais aplicaçõesPunções, matrizes, ferramentas de conformação, lâminas de corte, calibradoresUtilizado em diversas aplicações de ferramentas para trabalho a frio.
Principal limitaçãoNão é aço rápido nem aço para trabalho a quente.Não é adequado para matrizes de forjamento a quente ou ferramentas de corte de alta velocidade.

Aços equivalentes ao aço ferramenta A2

Padrão/SistemaGrau equivalente
AISI / ASTMA2
ONUT30102
DIN / W-Nr.1.2363
Nome DIN / ENX100CrMoV5
JISSKD12
GBCr5Mo1V
BSBA2
AFNORZ100CDV5
SS2260

Os usuários devem confirmar a composição química, as condições de entrega, os requisitos de dureza, os padrões de inspeção e o processo de tratamento térmico antes de fazer o pedido.

Composição química do aço ferramenta A2

O aço ferramenta A2 é um aço ferramenta para trabalho a frio, composto por liga de cromo, molibdênio e vanádio. Sua composição proporciona melhor temperabilidade e estabilidade dimensional do que os aços simples de têmpera em óleo, mantendo ao mesmo tempo melhor tenacidade e usinabilidade do que os aços com alto teor de carbono e cromo, como o D2.

ElementoFaixa típica
Carbono, C0,95–1,05%
Cromo, Cr4,75–5,50%
Molibdênio, Mo0,90–1,40%
Vanádio, V0,15–0,50%
Manganês, MnAté 1.00%
Silício, SiAté 0,50%
Níquel, NiAté 0,30%

O aço ferramenta A2 não é aço inoxidável. Seu teor de cromo contribui para a temperabilidade e resistência ao desgaste, mas não é suficiente para proporcionar a resistência à corrosão característica dos aços inoxidáveis. O aço A2 deve ser protegido contra ferrugem durante o armazenamento, usinagem, transporte e uso.

Dureza do aço para ferramentas A2

O aço ferramenta A2 é normalmente fornecido em estado recozido, sendo posteriormente usinado, temperado e revenido até atingir a dureza de trabalho necessária. A dureza final depende do processo de tratamento térmico, da dimensão da seção transversal, da temperatura de revenimento e da aplicação da ferramenta.

CondiçãoDureza típica
Condição de recozimentoAproximadamente 201–229 HB
dureza máxima após recozimentoGeralmente em torno de 235 HB, dependendo da especificação.
condição após têmperaAproximadamente 63–65 HRC
Dureza de trabalho comumAproximadamente 57–62 HRC
Alcance comum para muitas ferramentas de trabalho a frio.Aproximadamente 58–60 HRC

Uma dureza maior pode melhorar a resistência ao desgaste, mas também aumenta o risco de lascamento. Uma dureza menor pode melhorar a tenacidade, mas pode reduzir a vida útil da lâmina.

Para muitas punções, ferramentas de conformação, matrizes de corte, calibradores e componentes para trabalho a frio, o aço A2 é frequentemente utilizado com dureza de 58–60 HRC. Ferramentas de corte e ferramentas de aresta fina podem exigir uma faixa de dureza diferente, dependendo do material a ser processado e do risco de lascamento da aresta.

Resistência ao desgaste, tenacidade e estabilidade dimensional.

A liga A2 é geralmente escolhida por oferecer uma combinação equilibrada de resistência ao desgaste, tenacidade e estabilidade dimensional.

Boa resistência ao desgaste

O A2 geralmente oferece melhor resistência ao desgaste, maior endurecimento e melhor estabilidade dimensional do que o O1, mas não se compara ao D2 em desgaste abrasivo severo.

Resistência útil

O aço A2 possui melhor resistência que o D2 por conter menos carbonetos grandes, mas não é tão resistente quanto o S7 sob forte impacto ou quebra repentina.

Baixa distorção

Como o aço A2 endurece no ar, ele esfria mais lentamente do que os aços temperados em óleo ou água, ajudando a reduzir a tensão de têmpera e a distorção.

O aço A2 costuma ser a melhor escolha quando a ferramenta precisa resistir tanto ao desgaste quanto ao lascamento. Isso é comum em punções, ferramentas de corte, matrizes de conformação, lâminas de corte e ferramentas de precisão para trabalho a frio.

Propriedades mecânicas do aço ferramenta A2

As propriedades mecânicas do aço ferramenta A2 dependem fortemente das condições de fornecimento e do tratamento térmico. No estado recozido, o A2 é fornecido com uma dureza suficiente para usinagem. Após têmpera e revenido, sua resistência, dureza, resistência ao desgaste e desempenho como ferramenta aumentam significativamente.

A resistência à tração e o limite de escoamento do aço ferramenta A2 não são valores fixos. Eles dependem do nível de dureza, da temperatura de revenido, da dimensão da seção transversal, do método de ensaio e das condições de tratamento térmico.

CondiçãoReferência de propriedades mecânicasNota prática
A2 recozidoResistência à tração de aproximadamente 100 ksi / 710 MPaReferência para condição de entrega suave
A2 recozidoLimite de escoamento de aproximadamente 50 ksi / 350 MPaNão representa o desempenho de uma ferramenta temperada.
Aço A2 temperado e revenidoA resistência depende da dureza final e das condições de revenimento.Confirme os dados sob as condições de tratamento térmico exigidas.
Cálculo de engenhariaOs dados de tração, limite de escoamento, impacto ou compressão devem corresponder ao estado real do tratamento térmico.Não utilize valores genéricos sem condição.

Para o projeto de ferramentas, dureza, tenacidade, resistência ao desgaste, resistência à compressão e estabilidade dimensional são geralmente mais importantes do que um único valor de resistência à tração ou ao escoamento.

Propriedades físicas e térmicas do aço ferramenta A2

As propriedades físicas e térmicas são úteis para o cálculo de peso, planejamento de tratamento térmico, ferramentas de precisão e como referência de engenharia. Os valores podem variar ligeiramente de acordo com a fonte de dados, a condição, a temperatura e a forma do produto.

PropriedadeValor de referência típicoSignificado prático
DensidadeAproximadamente 7,75–7,86 g/cm³Utilizado para cálculo de peso
Gravidade específicaAproximadamente 7,87Referência geral para densidade de materiais
Módulo de elasticidadeCerca de 190–207 GPaÚtil como referência para rigidez em engenharia.
Condutividade térmicaAproximadamente 26 W/m·K perto de 95°CAfeta a transferência de calor durante o serviço e o tratamento térmico.
Coeficiente de expansão térmicaAproximadamente 10,6 µm/m·°C de 20 a 260°CImportante para alterações dimensionais sob temperatura.
Calor específicoAproximadamente 460 J/kg·°CReferência para tratamento térmico e cálculo térmico
Comportamento magnéticoGeralmente magnéticoA2 é um aço ferramenta à base de ferro.
Resistência à corrosãoNão é inoxidávelRequer proteção contra ferrugem.

O aço A2 é geralmente considerado dimensionalmente estável durante o tratamento térmico, mas isso não significa que não sofra alterações dimensionais. Ferramentas de precisão devem permitir retificação, lapidação ou acabamento após a têmpera, quando tolerâncias rigorosas são necessárias.

Propriedades do aço ferramenta A2 recozido

O aço ferramenta A2 é geralmente fornecido em condição recozida para usinagem. Nesse estado, apresenta menor dureza, melhor usinabilidade e menor tensão interna do que o material temperado.

Propriedade RecozidaComportamento típico
DurezaAproximadamente 201–229 HB
UsinabilidadePrático para fresagem, furação, torneamento e retificação antes do endurecimento.
ForçaInferior ao aço A2 temperado e revenido
Resistência ao desgasteNão é a versão final do desempenho de trabalho.
Objetivo principalUsinagem antes do tratamento térmico final

As propriedades finais do aço ferramenta A2 são obtidas somente após têmpera e revenido adequados, e não em condição recozida.

Propriedades do aço ferramenta A2 tratado termicamente

Após o processo de têmpera e revenimento, o aço ferramenta A2 pode atingir alta dureza, boa resistência ao desgaste, tenacidade útil e excelente estabilidade dimensional.

Propriedade tratada termicamenteComportamento típico
dureza após têmperaAproximadamente 63–65 HRC
Dureza de trabalho comumAproximadamente 57–62 HRC
Resistência ao desgasteBom para ferramentas gerais de trabalho a frio.
RobustezMelhor que D2, pior que S7
Estabilidade dimensionalMuito bom em comparação com muitas outras classes de endurecimento em óleo.
Apresentação finalDepende da temperatura de têmpera, do controle do resfriamento, da temperatura de revenido e da dimensão da seção transversal.

O aço A2 normalmente passa por um duplo revenido após o endurecimento. O duplo revenido ajuda a reduzir a fragilidade e a estabilizar a estrutura, especialmente quando a austenita retida pode sofrer transformação após o primeiro revenido.

Visão geral do tratamento térmico do aço ferramenta A2

O aço A2 deve ser tratado termicamente corretamente para atingir suas propriedades de trabalho finais. O processo básico inclui recozimento, alívio de tensões quando necessário, pré-aquecimento, austenitização, têmpera ao ar e revenido.

EtapaPrática típicaFinalidade
RecozimentoAqueça lentamente até cerca de 845–899 °C e, em seguida, deixe esfriar no forno.Amaciar o aço para usinagem
Alívio do estresseGeralmente em torno de 649–677°C após usinagem de desbasteReduzir o estresse de usinagem
Pré-aquecimentoAproximadamente 650°CReduza o choque térmico antes do endurecimento.
AustenitizaçãoAproximadamente 950–970°CPrepare o aço para têmpera.
ResfriamentoResfrie em ar parado ou ar controlado.Endurecer com menor risco de distorção
TêmperaRecomenda-se têmpera duplaReduzir a fragilidade e estabilizar a estrutura.

O aço A2 deve ser protegido da oxidação e da descarbonetação durante o tratamento térmico. Dependendo da instalação de tratamento térmico, podem ser utilizados um forno a vácuo, um forno de atmosfera controlada, um banho de sal neutro ou envolvimento em folha de aço inoxidável.

Esta página oferece apenas uma visão geral do processo. Um guia específico sobre tratamento térmico A2 deve abordar com mais detalhes o tempo de permanência, a proteção do forno, as curvas de revenimento, o comportamento da variação dimensional e a seleção da dureza.

Usinabilidade do aço ferramenta A2

O aço ferramenta A2 apresenta usinabilidade relativamente boa entre os aços ferramenta para trabalho a frio com têmpera ao ar. No estado recozido, sua usinabilidade é geralmente classificada em torno de 60%, comparada a um aço ferramenta carbono 1% de referência com valor 100.

A ferramenta A2 geralmente é mais fácil de usinar do que a D2. A A2 costuma ser escolhida quando a ferramenta precisa de melhor usinabilidade do que a D2, mas com maior resistência ao desgaste e estabilidade dimensional do que a O1.

ProcessoPonto prático para aço ferramenta A2
UsinagemAs máquinas A2 funcionam razoavelmente bem em condição recozida.
Usinagem brutaGeralmente feito antes do endurecimento
Alívio do estresseÚtil após usinagem pesada e desbastada.
MoagemDeve ser controlado após o endurecimento para evitar superaquecimento e fissuras por retificação.
EDMPode ser usado em A2 endurecido, mas a camada refundida e a zona afetada pelo calor devem ser removidas para ferramentas mais exigentes.
SoldagemPossível, mas sensível a fissuras; pré-aquecimento e alívio de tensões pós-soldagem podem ser necessários.

A rota de fabricação mais segura é usinar o A2 em condição recozida, controlar a tensão após o desbaste pesado e realizar o endurecimento e revenimento finais após a conclusão da maior parte do trabalho de conformação.

Caso sejam necessários processos de eletroerosão (EDM), retificação pesada ou soldagem após o endurecimento, a condição da superfície e as tensões residuais devem ser cuidadosamente controladas, pois podem afetar a vida útil da ferramenta.

Aplicações comuns do aço ferramenta A2

A liga A2 é utilizada em ferramentas de trabalho a frio, onde a ferramenta deve resistir ao desgaste, manter sua forma e evitar falhas por fragilidade. É especialmente útil quando a liga O1 apresenta baixa estabilidade ou resistência ao desgaste, enquanto a liga D2 pode ser muito frágil ou difícil de usinar.

AplicativoPor que A2 é usado?
Matrizes de corteBoa resistência ao desgaste com menor risco de lascamento do que o D2.
Matrizes para perfuração e corteResistência útil e estabilidade de borda
Ferramentas de conformação e dobraBoa estabilidade dimensional após tratamento térmico.
Desenho morreResistência ao desgaste e tenacidade equilibradas
Matrizes de cunhagem e estampagemPreserva os detalhes com distorção controlada.
PunçõesIndicado quando tanto o desgaste quanto o lascamento são preocupações relevantes.
Lâminas de corte e facas de corte longitudinalAdequado para trabalhos de corte leves a médios.
Matrizes de laminação de roscasBoa resistência à compressão e ao desgaste.
Calibradores e ferramentas de mediçãoMovimentos baixos favorecem a precisão.
Componentes de moldes de plásticoPode ser usinado em estado recozido e endurecido posteriormente.
Componentes da máquinaUtilizado onde são necessárias resistência ao desgaste e durabilidade.

Aço ferramenta A2 vs D2, O1, S7 e DC53

A2 é frequentemente comparado com D2, O1, S7 e DC53 porque essas classes de aço também são usadas em ferramentas para trabalho a frio.

ComparaçãoEscolha A2 quandoEscolha a outra série quando
A2 vs D2Você precisa de maior resistência e usinagem mais fácil.Escolha D2 quando o desgaste abrasivo for o principal problema.
A2 vs O1Você precisa de melhor temperabilidade e estabilidade dimensional.Escolha O1 para ferramentas mais simples e de menor custo.
A2 vs S7Você precisa de uma resistência ao desgaste melhor do que a do aço de choque.Escolha o S7 quando o principal problema for o impacto forte.
A2 vs DC53Você precisa de um aço de endurecimento ao ar padrão e amplamente disponível.Escolha o DC53 quando for necessário um desempenho aprimorado do tipo D2.

A2 é mais resistente e fácil de usinar do que D2, mais estável dimensionalmente e resistente ao desgaste do que O1, e mais resistente ao desgaste, mas menos resistente a impactos do que S7.

Em comparação com o DC53, o A2 continua sendo um aço para trabalho a frio com endurecimento ao ar padrão e amplamente disponível, enquanto o DC53 pode ser selecionado quando for necessário um desempenho aprimorado do tipo D2.

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