Critérios de Aceitação de Aço para Moldes NADCA 229
Um molde de fundição sob pressão é comprado a um preço e a um conjunto de peças fundidas, e na América do Norte a qualidade do aço em seu interior é normalmente especificada em um documento, a NADCA 229. Esse documento define o que um aço para moldes de qualidade especial deve ser antes de ser aceito, e o que seu tratamento térmico deve comprovar depois. Esta página apresenta os graus que a norma nomeia para cada família de metal fundido, as linhas que uma especificação de molde deve conter, e por que o tratamento térmico está dentro do mesmo documento de aceitação que o aço. É escrita para compradores que comparam cotações que parecem iguais no papel.
O que é o documento
A NADCA 229 tem o título completo Special Quality Die Steel and Heat Treatment Acceptance Criteria for Die Casting Dies, e é publicada pela North American Die Casting Association. O documento anterior sobre aço para moldes, NADCA 207, foi absorvido por ela, então uma cotação ou uma ficha técnica que menciona 207 está citando um número mais antigo para o mesmo assunto e a edição atual é a que deve ser solicitada. A distinção que importa para um comprador é entre um grau e um nível de qualidade. H13 é um grau, e qualquer usina pode produzi-lo com uma ampla variação de limpeza e sanidade. Premium Grade H13 e Superior Grade H13 são níveis de qualidade dentro desse grau, e a norma os define, então as duas palavras em um desenho são o que torna o certificado verificável.
O requisito de ferramental para cada família de metal fundido
A seção de ferramental das normas de especificação de produto da NADCA nomeia os graus que espera para os moldes usados com cada família de metal de fundição sob pressão. A lista é deliberadamente curta, e o raciocínio por trás de cada linha é sobre a temperatura de fundição. Quanto mais frio o metal, menos o molde se desgasta e menor o grau que pode ser justificado. Quanto mais quente o metal, menos espaço há para trocar qualidade por preço.
| Metal fundido | Grau que a norma nomeia | O que significa na etapa de cotação |
|---|---|---|
| Ligas de zinco | P-20, H-11, H13, Premium Grade H13 ou Superior Grade H13 (conforme NADCA 229) | O zinco funde na temperatura mais baixa da família não ferrosa e desgasta menos seu ferramental, então o P-20 é permitido onde o projeto da peça é simples. A mesma passagem adverte que ferramental não premium em uma peça de zinco se esgota se os volumes de produção aumentarem depois, e que o molde de reposição então custa muito mais do que o material premium teria custado no início. |
| Alumínio, magnésio e ligas ZA, projeto de peça não crítico, baixo volume | H-10, H-11, H13 | Esses moldes precisam de aço ferramenta de alta qualidade como mínimo. Onde as características da peça são críticas ou um longo ciclo é planejado, a norma aponta para ferramental premium em vez do mínimo. |
| Alumínio, magnésio, ZA-12 e ZA-27, projeto de peça crítico, volume maior | Premium Grade H13 ou Superior Grade H13 (conforme NADCA 229) | Para características intrincadas e especificações rigorosas em volume, a norma espera aço premium ou superior, e afirma que ferramental não premium quase sempre falhará precocemente. |
| Ligas de latão | H13 | As ligas de cobre são fundidas na temperatura mais alta da família não ferrosa, e apenas o aço ferramenta H13 de alto grau é recomendado para moldes de fundição sob pressão de latão. |
O requisito de ferramental nomeado para cada família de metal de fundição sob pressão na seção de ferramental das normas de especificação de produto da NADCA. Os graus são citados conforme a norma os imprime, e a redação de cada nota segue o raciocínio dado na mesma passagem.
Essa tabela é o piso que a norma estabelece e não uma comparação entre os graus. Qual grau da série H é adequado a um molde específico, e qual é substituído quando trincas ou erosão é a falha dominante, é uma questão separada e está apresentada na página de seleção de aço para moldes de fundição sob pressão, enquanto o papel que cada grau desempenha dentro do molde está na página de materiais de componentes de moldes de fundição sob pressão.
As linhas que uma especificação de molde deve conter
Uma norma só muda o que um comprador recebe se for escrita no pedido. A lista de verificação da NADCA para especificações de moldes de fundição sob pressão contém uma linha para o aço da cavidade e uma segunda linha para seu tratamento térmico, e cada linha termina com uma caixa que pergunta se uma certificação NADCA 229 é exigida. Ambas as caixas são uma decisão que o comprador toma na etapa de consulta. Um molde encomendado com ambas as caixas deixadas desmarcadas é um molde aceito com base na palavra do fornecedor, que é exatamente a situação que a norma existe para evitar.
| Linha de especificação | O que o comprador declara | O que o fornecedor então tem que comprovar |
|---|---|---|
| Aço da cavidade | H13, Premium Grade H13, Superior Grade H13, ou outro grau escrito na especificação | O grau fornecido, respaldado pelo certificado de usina do bloco |
| Aceitação do aço | Se um certificado NADCA 229 é exigido | Os critérios que a norma estabelece para o aço, da composição até as propriedades testadas no bloco |
| Dureza | A dureza exigida no molde acabado | Uma dureza medida dentro da faixa solicitada |
| Toughness | O requisito de impacto em ft.-lbs | Um resultado de impacto medido na dureza especificada |
| Tratamento térmico | Se um certificado NADCA 229 é exigido para o tratamento térmico | Que o tratamento foi realizado para dar a dureza e a microestrutura solicitadas |
As linhas de aço para moldes contidas na lista de verificação da NADCA para especificações de moldes de fundição sob pressão, e o que cada linha pede ao fornecedor para comprovar quando uma certificação é exigida.
O que a aceitação abrange
Os critérios de aceitação abrangem o aço e o tratamento aplicado a ele, e o documento atual é descrito por seu editor como cobrindo a aquisição do aço e seu tratamento térmico para vida útil prolongada do molde. Do lado do aço, isso significa composição, faixa de dureza, limpeza e sanidade, estrutura e a resistência ao impacto que o material é capaz de suportar. Do lado do tratamento, significa o forno e o ciclo, as temperaturas e tempos de pré-aquecimento, austenitização e revenimento, os arranjos de têmpera, a estrutura resultante e os ensaios de dureza e impacto que os confirmam.
| Área de aceitação | No aço | No tratamento térmico |
|---|---|---|
| Identidade | A composição química deve corresponder ao grau | Não aplicável |
| Dureza | Uma faixa de dureza para o bloco | Dureza medida após o tratamento |
| Limpeza | Níveis de micro-limpeza | Não aplicável |
| Sanidade | Requisitos de ultrassom | Não aplicável |
| Estrutura | Requisitos microestruturais | Requisitos microestruturais após o tratamento |
| Toughness | Capacidade de resistência ao impacto | Ensaios de dureza e resistência ao impacto |
| Forno e ciclo | Não aplicável | Requisitos do forno, temperaturas e tempos de pré-aquecimento, austenitização e revenimento, e requisitos de têmpera |
As áreas de aceitação listadas para o documento NADCA 229 atual, que abrange tanto o aço de qualidade especial conforme adquirido quanto o tratamento térmico aplicado a ele.
Por que o tratamento térmico está dentro do mesmo documento
Um aço para moldes é tão bom quanto o tratamento que recebe, e a seção de ferramental da norma trata o tratamento como uma etapa crítica na construção da ferramenta. A têmpera rápida de alta qualidade é citada como essencial para a vida útil normal do molde, e o procedimento deve equilibrar a distorção com as propriedades metalúrgicas que acompanham uma têmpera rápida. Esse equilíbrio é um julgamento sobre a seção, o dispositivo de fixação e o forno, razão pela qual as recomendações do fundidor de moldes devem ser respeitadas e por que as próprias recomendações do fabricante são citadas ao lado da norma.
Os certificados são o mecanismo. Os certificados de origem do aço vêm do fornecedor do material e os certificados de tratamento térmico vêm da oficina que executou o ciclo, e o certificado é o que declara que o tratamento atingiu a dureza e a microestrutura corretas, e não que o forno foi programado corretamente. A seção comercial das mesmas normas vai além e nomeia os itens que um fundidor de moldes progressivos pode fornecer a partir da pesquisa da NADCA, incluindo o alívio de tensões aplicado entre operações de usinagem e a remoção da camada branca deixada pela EDM. Ambos residem na especificação de tratamento térmico, não no desenho.
Para o comprador, a consequência prática é que o aço e o tratamento devem vir da mesma decisão de compra. Um bloco de grau premium tratado termicamente fora do ciclo aceito carrega um certificado para o aço e nada para o molde. O comércio é descrito na página de tratamento térmico para trabalho a quente, e a camada de EDM na página de camada branca de EDM.
Como ler um certificado de fornecedor
Três coisas separam um bloco certificado de um alegado. A primeira é a identidade, ou seja, um grau e uma análise que correspondem ao pedido, e não um nome comercial. A segunda é o nível do grau, que para o H13 significa se é chamado de premium ou superior e a quais requisitos graduados essa declaração compromete a usina. A terceira é o ensaio, ou seja, o resultado de impacto na dureza solicitada, já que um bloco duro ainda pode ser quebradiço. Um grau refundido é a rota usual para os níveis mais altos, porque a refusão é o que eleva a limpeza e refina a estrutura que a norma limita.
Como um certificado é verificado em relação ao pedido está descrito na página de verificação de qualidade do aço ferramenta e o página de verificação de relatório de ensaio. A própria rota de refusão é descrita na página de refusão por escória eletrocondutora e o página de ESR H13, os valores de impacto que um aço para trabalho a quente pode suportar na gráfico de tenacidade ao impacto, e os limites de limpeza na página de inclusões e tamanho de grão.
Para onde ir em seguida
O próprio grau é descrito na página do aço ferramenta H13, e a mesma norma se aplica quando o grau alternativo é escolhido, o que é abordado na página do H11. O que acontece com um molde certificado após alguns anos de injeções está na página de amolecimento de molde H13, e a fissuração que um molde sofre devido ao ciclismo térmico na página de trinca por fadiga térmica. A dureza e sua medição em toda a faixa são abordadas na página de métodos de ensaio de dureza.
Antes de incluir isto em uma especificação de compra
Esta página é um resumo de referência de fontes publicadas e não é uma especificação da Aobo Steel. A lista de requisitos e as linhas de especificação são reproduzidas das normas de especificação de produto da NADCA, e a descrição do documento 229 atual segue o próprio resumo do editor. A NADCA 229 é um documento protegido por direitos autorais e as classes, os valores de aceitação e a edição atual são definidos pelo editor, portanto obtenha a edição atual junto à associação e cite-a. Quando um desenho, uma ordem de compra e esta página divergirem, o desenho e a ordem prevalecem, e a classe efetivamente fornecida é confirmada no trabalho.
Fonte: NADCA Product Specification Standards for Die Castings, seções Tooling for Die Casting e Commercial Practices, North American Die Casting Association, 2009.