Guia Técnico de Aços para Ferramentas

Aços para ferramentas da série D

Os aços ferramenta da série D são aços para trabalho a frio com alto teor de carbono e cromo, utilizados em matrizes de longa duração, punções, facas, lâminas de corte, ferramentas de trefilação, matrizes de laminação de roscas e ferramentas resistentes ao desgaste. São selecionados quando a resistência ao desgaste abrasivo, a alta dureza, a resistência à compressão e a estabilidade dimensional são mais importantes do que a tenacidade ao impacto.

Aços para ferramentas da série D disponíveis na Aobo Steel.

A Aobo Steel fornece aço ferramenta da série D em barras redondas e planas a granel para matrizes de trabalho a frio, punções, lâminas de corte, facas de corte longitudinal, ferramentas de trefilação e ferramentas industriais resistentes ao desgaste.

Barra plana de aço para ferramentas D2

D2 | 1,2379 | SKD11

Grau da série D mais utilizado para matrizes de longa duração, facas, punções e ferramentas resistentes ao desgaste.

Barra de aço ferramenta D3

D3 | 1.2080 | SKD1

Aço para trabalho a frio com alto teor de carbono e cromo, adequado para resistência ao desgaste abrasivo e alta resistência à compressão.

Barra de aço ferramenta D6

D6 | 1,2436 | SKD2

Aço cromo-tungstênio para trabalho a frio, oferecendo alta resistência ao desgaste e aplicações em ferramentas especiais.

A série D inclui os aços D2, D3, D4, D5, D6 e D7. Esses aços compartilham uma base similar de alto teor de carbono e cromo, mas diferem em composição da liga, comportamento de endurecimento, tenacidade, resistência ao desgaste e gama de aplicações.

Para a maioria das ferramentas de trabalho a frio, o D2 é a classe inicial mais prática. Outras classes da série D são utilizadas quando a aplicação exige maior resistência à abrasão, comportamento especial em tratamentos térmicos ou uma classe equivalente específica, como 1.2436 / SKD2.

Classes de aço ferramenta da série D e normas equivalentes

A tabela abaixo resume as normas de equivalência comuns para aços-ferramenta da série D. As equivalências devem ser verificadas em relação à norma exigida e à especificação do pedido, especialmente quando a aplicação tiver requisitos rigorosos de composição química ou tratamento térmico.

AISI / SAEDIN / W.Nr.Nome EN / ISOJISClassificação GB/ChinesaBS / Reino UnidoAFNOR / FrançaNotas
D21.2379X153CrMoV12SKD11Cr12Mo1V1BD2Z150CDV12Grupo equivalente da série D mais comum
D31.2080X210Cr12SKD1Cr12BD3Z200C12Grau de trabalho a frio com alto teor de carbono e cromo
D51.2880Não é comumente listadoNão é comumente listadoNão é comumente listadoNão é comumente listadoZ160CKDV12-03Grau da série D contendo cobalto
D61.2436X210CrW12SKD2Cr12WNão é comumente listadoNão é comumente listadoGrau de trabalho a frio de cromo-tungstênio

Composição química dos aços ferramenta da série D

Os aços da série D geralmente contêm de 1,40% a 2,50% de carbono e de 11,00% a 13,50% de cromo. Seu alto teor de carbonetos é a principal razão para sua forte resistência ao desgaste, mas também aumenta a dificuldade de processamento e reduz a tenacidade.

GrauCarbonoCromoMolibdênioVanádioOutros elementos principais
D21.40-1.60%11.00-13.00%0.70-1.20%1.10% máx.Não é primário
D32.00-2.35%11.00-13.50%Não é primário1.00% máx.W 1.00% máx.
D42.05-2.40%11.00-13.00%0.70-1.20%1.00% máx.Não é primário
D51.40-1.60%11.00-13.00%0.70-1.20%1.00% máx.Co 2,50-3,50%
D6Aproximadamente 2.10%Aproximadamente 11.50%Não é primárioAproximadamente 0,20%W aproximadamente 0,70%
D72.15-2.50%11.50-13.50%0.70-1.20%3.80-4.40%Não é primário

Propriedades dos aços ferramenta da série D

Os aços ferramenta da série D são utilizados quando o desgaste abrasivo é o principal risco de falha. Seu desempenho provém da alta dureza, do alto volume de carbonetos e da elevada resistência à compressão após tratamento térmico adequado.

PropriedadeDesempenho da Série DSignificado prático
Resistência ao desgasteAlto a extremamente altoAdequado para materiais abrasivos e longas séries de produção.
Dureza após tratamento térmicoAltoComumente utilizadas na faixa de dureza Rockwell C (HRC) para ferramentas de trabalho a frio.
resistência à compressãoAltoÚtil para punções, matrizes e ferramentas sob pressão.
Estabilidade dimensionalBoas opções para endurecimento ao ar.Essencial para matrizes de precisão, calibradores e ferramentas de conformação.
RobustezBaixo a moderadoNão é ideal para cargas de impacto ou choque severas.
UsinabilidadeBaixoO custo de corte é maior do que o de aços para trabalho a frio mais simples.
MoabilidadeBaixoO grande volume de carboneto torna a retificação mais difícil.
Resistência à corrosãoLimitadoO alto teor de cromo não torna os aços da série D inoxidáveis.

Visão geral do tratamento térmico para aços ferramenta da série D

Os aços ferramenta da série D são normalmente fornecidos em condição recozida para usinagem. O desempenho final em trabalho depende da têmpera e revenimento. O tratamento térmico controla a dureza, a resistência ao desgaste, a tensão interna, a variação dimensional e o risco de fissuração.

ProcessoFaixa típica ou prática
Recozimento870-900 °C, seguido de resfriamento lento
Dureza após recozimentoAproximadamente 217-255 HB
Alívio do estresse650-705 °C, seguido de resfriamento ao ar
Pré-aquecimento650-790 °C
Austenitização D2995-1030 °C
Austenitização D3925-980 °C
Austenitização D51010-1095 °C
Austenitização D6950-980 °C
Austenitização D71010-1080 °C
ResfriamentoRefrigeração a ar, óleo ou controlada, dependendo da classe.
TêmperaFrequentemente, têmpera dupla.

Os aços D2, D4, D5 e D7 são geralmente tratados como aços de têmpera ao ar. A têmpera ao ar ajuda a reduzir a distorção em comparação com a têmpera em óleo. O aço D3 é tradicionalmente temperado em óleo, portanto, o controle da têmpera é mais crítico para ferramentas com formatos complexos ou requisitos dimensionais rigorosos.

O revenido a baixa temperatura, em torno de 200 °C, é comumente utilizado quando se prioriza alta dureza e resistência ao desgaste. O revenido a alta temperatura, entre 480 e 540 °C, pode ser utilizado para explorar a resposta de endurecimento secundário, especialmente quando se requer maior estabilidade dimensional ou resistência ao revenido.

A dureza máxima não deve ser o único objetivo. Para ferramentas com risco de lascamento ou fissuras nas arestas, uma dureza ligeiramente inferior pode proporcionar uma vida útil mais longa do que a dureza HRC máxima possível.

Aplicações dos aços-ferramenta da série D

Os aços ferramenta da série D são utilizados em aplicações de trabalho a frio onde a resistência ao desgaste, a retenção de fio e o controle dimensional são mais importantes do que a resistência ao impacto. A tabela abaixo relaciona aplicações comuns com as classes de aço adequadas.

Área de aplicaçãoGraus adequadosRazão
Matrizes de corteD2, D3, D4Alta resistência ao desgaste e à compressão.
Matrizes de estampagemD2, D3Adequado para longas séries de produção
PunçõesD2, D3, D6Alta dureza e resistência à pressão
Lâminas de tesouraD2, D3, D5Retenção de borda e resistência ao desgaste
Facas de corteD2, D3Estabilidade de ponta
Matrizes de conformaçãoD2, D4Resistência ao desgaste com controle dimensional
Desenho morreD2, D3, D4Resistência ao desgaste por deslizamento
Matrizes de laminação de roscasD2Resistência à abrasão e baixa movimentação após tratamento térmico.
Medidores de precisãoD2Estabilidade dimensional
Moldes de tijolo e cerâmicaD7Resistência extrema à abrasão
Rolos de gravação e sedes de válvulasD6Aplicações especializadas resistentes ao desgaste

Como escolher o aço ferramenta da série D correto

A melhor classe da série D depende do modo de falha da ferramenta, da dureza necessária, das tolerâncias dimensionais, do método de tratamento térmico e do custo de fabricação.

Requisito principalMelhor escolhaRazão
Ferramentas gerais para trabalho a frioD2Desempenho equilibrado e ampla disponibilidade
Maior resistência ao desgaste do que o D2D3, D4, D6 ou D7Maior volume de carboneto ou projeto de liga especial
Melhor controle dimensionalD2, D4, D5O comportamento de endurecimento ao ar reduz o movimento.
Máxima resistência à abrasãoD7Alto teor de carbono e alto teor de vanádio
Alta resistência à compressãoD3Adequado para alta pressão e carregamento gradual.
Cisalhamento ou conformação a quente limitadosD5O cobalto melhora a resistência ao amolecimento.

Se uma ferramenta for feita de A2 ou O1 Se o desgaste for muito rápido, o D2 costuma ser a primeira opção da série D a ser considerada. Se mesmo com o D2 o desgaste for muito rápido, sem lascas, um aço da série D com maior resistência ao desgaste pode ser adequado. Se o aço D2 lascar ou rachar, um aço mais resistente pode resolver o problema melhor do que outro aço da série D mais duro.

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