AÇOS PARA FERRAMENTAS DE TRABALHO A FRIO

Compreendendo o aço para ferramentas

Aço para ferramentas é uma categoria crítica de ligas de aço desenvolvidas especificamente para a fabricação de ferramentas, matrizes e moldes. Esses componentes são essenciais para moldar, conformar e cortar diversos materiais, incluindo outros aços, metais não ferrosos, plásticos, madeira, etc. Os aços para ferramentas são projetados para alta dureza e durabilidade, a fim de suportar condições de serviço exigentes.

Um subconjunto essencial é o aço para ferramentas de alta velocidade (HSS), definido por normas como a ASTM A600. Essas ligas complexas à base de ferro contêm carbono, cromo, vanádio, molibdênio ou tungstênio (e, às vezes, cobalto). A composição específica é cuidadosamente balanceada para proporcionar forte têmpera, excepcional resistência ao desgaste, capacidade de manter a dureza em altas temperaturas (conhecida como "dureza vermelha") e a tenacidade necessária para um corte industrial eficaz.

Por que o aço para ferramentas é diferente

Aços para ferramentas são uma categoria distinta e importante devido às suas aplicações específicas e, principalmente, aos seus requisitos de tratamento térmico. Encontrados em inúmeros processos industriais que exigem moldes, matrizes ou ferramentas de corte, eles variam de composições de aço quase carbono a graus altamente ligados.

A característica definidora do aço para ferramentas é sua capacidade de ser temperado e revenido por tratamento térmicoAs composições químicas são controladas com precisão para que o tratamento térmico adequado confira as propriedades necessárias para o trabalho. As principais propriedades incluem:

• Alta Dureza: Resistência à penetração e à abrasão (comumente medida usando escalas como a Rockwell). Observe que, em aços-liga, a resistência ao desgaste depende de mais do que apenas da dureza.
• Resistência ao calor (“Dureza Vermelha”): Capacidade de manter a dureza em altas temperaturas.
• Resistência à abrasão: Capacidade de suportar desgaste.
• Resistência ao choque (dureza): Capacidade de suportar impactos sem quebrar.
• Estabilidade dimensional: Resistência ao movimento ou distorção durante o endurecimento.
• Capacidade de corte: Eficiência nas operações de usinagem.

Como nenhum tipo de aço se destaca em todas essas áreas simultaneamente, existem muitos aços para ferramentas diferentes, cada um adaptado para demandas específicas de desempenho.

Tipos comuns de aço para ferramentas

Aços para ferramentas são normalmente classificados com base em fatores como aplicação, composição ou método de tratamento térmico. O sistema do Instituto Americano de Ferro e Aço (AISI) é o mais comum, utilizando uma designação com letras e números (por exemplo, W1, S7, H13, M2). As principais categorias incluem:

• Endurecimento por água (série W): Principalmente aços carbono que exigem têmpera rápida em água.
• Resistente a choques (série S): Projetado para alta resistência contra impactos.
• Trabalho a Frio (séries O, A, D):
  
  • Endurecimento em óleo (O): Boa temperabilidade com menos distorção do que a têmpera em água.
  • Endurecimento ao ar (A): Maior teor de liga permite resfriamento de ar mais lento, minimizando a distorção.
  • Alto teor de carbono, alto teor de cromo (D): Excelente resistência ao desgaste para trabalho a frio.
• Trabalho a quente (série H): Manter a resistência e resistir ao desgaste em temperaturas elevadas (usado em matrizes de forjamento e moldes de extrusão).
• Alta velocidade (séries M e T): Mantêm a dureza em temperaturas de corte muito altas (usado em brocas e fresas). A série M é à base de molibdênio; a série T é à base de tungstênio.

Seleção e Fabricação

Selecionar o tipo correto de aço para ferramentas é vital. A escolha depende da aplicação e dos requisitos de balanceamento, como resistência ao desgaste, tenacidade (resistência ao choque), dureza a quente, facilidade de usinagem, resposta ao tratamento térmico e custo. Por exemplo, ferramentas de corte priorizam a resistência ao desgaste, enquanto ferramentas de impacto exigem tenacidade.

A fabricação de aços para ferramentas exige um controle cuidadoso, muitas vezes começando com fundidos de alta qualidade em fornos elétricos. Processos como forjamento (uma área onde a Aobo Steel possui mais de 20 anos de experiência) e a laminação refinam a estrutura e moldam o material. A metalurgia do pó oferece uma rota alternativa para graus específicos, proporcionando uma estrutura fina e uniforme.

A importância do tratamento térmico

O tratamento térmico é fundamental para atingir o desempenho desejado em aços para ferramentas. Este processo normalmente envolve endurecimento (aquecimento até a temperatura correta e depois têmpera) seguido por têmpera (reaquecimento a uma temperatura mais baixa) para atingir o equilíbrio final entre dureza e tenacidade. O método de têmpera (usando água, óleo ou ar) depende do teor de liga do aço e da necessidade de minimizar a distorção.

Para concluir

Aços para ferramentas são ligas de alto desempenho, desenvolvidas sob medida para aplicações exigentes em ferramentas, matrizes e moldes. Sua combinação única de dureza, resistência ao desgaste, tenacidade e resistência ao calor advém de composições químicas cuidadosamente gerenciadas e tratamento térmico preciso, tornando-os indispensáveis na fabricação moderna. Na Aobo Steel, nosso profundo conhecimento e vasta experiência garantem que fornecemos o aço para ferramentas certo para as suas necessidades.