Materiais e Dureza dos Componentes de Moldes para Fundição sob Pressão

Como as duas listas estão organizadas

Um molde de fundição sob pressão não é um único aço. A cavidade que recebe o metal fundido, o bloco que a sustenta e as peças que empurram o metal para dentro dela trabalham cada um a uma temperatura e sob uma carga diferentes, por isso cada um é especificado individualmente. As duas tabelas abaixo seguem a forma como uma ferramentaria encomenda o material, como um componente com o grau e a dureza que deve ter.

A primeira tabela abrange o próprio molde, as inserções de cavidade e os blocos porta-molde. A segunda abrange o lado da injeção, as peças por onde o metal fundido passa no caminho para a cavidade. Na segunda tabela, o metal que está sendo fundido é listado para cada linha, porque isso determina quão dura é especificada a peça e se ela é nitretada além de temperada.

Inserções de cavidade e blocos porta-molde

Material e dureza típicos por componente

Fonte, Tabela 1, Materiais Recomendados para Componentes de Matrizes de Materiais de Ferramenta para Moldes e Matrizes, Aplicação e Desempenho, editado por G. Krauss e H. Nordberg.

A dureza indicada é o nível com que a peça entra em serviço, não uma instrução de tratamento térmico. H20, H21 e H22 são graus de trabalho a quente com tungstênio, listados para fundidos de cobre porque o cobre é vazado mais quente que o zinco ou o alumínio. O bloco porta-molde é uma peça de suporte e não uma superfície de trabalho, razão pela qual é apenas pré-temperado.

Componentes de injeção, do canal de alimentação ao êmbolo

Material e condição típicos por componente

Fonte, Tabela 2, Materiais Típicos para Componentes de Injeção do mesmo livro.

O metal sendo fundido é listado para cada linha porque o lado do alumínio de um molde opera mais quente que o lado do zinco e a especificação muda com isso. A ponta do êmbolo é o único componente não especificado em aço-ferramenta, e o cobre-berílio é escolhido para que o calor saia da ponta e não pela resistência ao desgaste.

O que as duas listas mostram a uma ferramentaria

Um grau domina a maior parte da página. O H13 aparece na cavidade para fundição de alumínio, magnésio e zinco em produção longa, e todos os componentes de injeção, exceto a ponta do êmbolo, também são H13. A razão é a mesma nos dois casos. O H13 mantém sua dureza na temperatura em que a fundição é vazada, resiste fadiga térmica, e recebe uma camada nitretada, de modo que um único grau cobre as peças que entram em contato com o metal fundido.

Os valores de dureza deliberadamente não são uniformes. O espalhador do canal de alimentação e a bucha do canal de alimentação são listados a 42 a 46 HRC, mais macios que os 46 a 48 HRC especificados para o bico, a camisa de injeção e a pastilha de injeção, e esses três são nitretados além do núcleo temperado. A nitretação coloca uma superfície dura em uma peça cujo núcleo ainda é tenaz, que é o que uma camisa de injeção precisa porque também tem que deslizar e sofrer desgaste ao longo de seu comprimento.

A ponta do êmbolo é a única peça não especificada em aço ferramenta. O cobre berílio a 38 a 42 HRC é usado por sua condutividade térmica, de modo que o calor é afastado da ponta em vez de se acumular nela. Onde as partes móveis de um molde deslizam umas contra as outras, o mesmo capítulo lista as medidas que reduzem o desgaste. São elas: o uso de durezas diferentes nas peças em contato, a nitretação de uma ou ambas as superfícies, o uso de materiais diferentes onde o metal que entra não toca a parte móvel, um lubrificante retido nas faces de contato, entalhe ou cavidade superficial na corrediça ou guia para reter o lubrificante, a manutenção do ajuste correto entre as superfícies de desgaste e faces polidas suavemente em ambos os membros.

Dois pontos merecem ser definidos antes que a lista seja usada para encomendar material. O primeiro é que o material da cavidade segue o metal sendo fundido e não o tamanho do molde, de modo que uma oficina que trabalha com zinco e alumínio na mesma prensa manterá dois estoques de insertos, P20 pré-endurecido para o trabalho com zinco e H13 para o trabalho com alumínio. O segundo é que a dureza por si só não carrega a especificação no lado da injeção. A fonte exige que o tipo de aço, a química, a microestrutura e os resultados de ensaios físicos sejam declarados para insertos de molde H13, e que a especificação de tratamento térmico declare o processo, a temperatura de austenitização, o tempo na temperatura, a taxa de resfriamento, o número de revenimentos e a dureza final. Um pedido feito apenas com base na dureza deixa tudo isso em aberto.

Os valores são reproduzidos das tabelas publicadas e são apenas um resumo de referência. Eles descrevem os materiais e durezas com que o setor normalmente trabalha, e não uma especificação para um molde específico, portanto confirme com o certificado de ensaio do material ou entre em contato com a Aobo Steel antes de encomendar.

Dados de referência relacionados

As páginas de grau para os materiais citados acima estão em Aço ferramenta H13, Aço ferramenta P20 e Aço para ferramentas H21. Para os moldes em que esses componentes são usados, veja aço ferramenta para moldes de fundição sob pressão e insertos e seleção de machos e insertos para fundição sob pressão. A prática de nitretação está em guia de nitretação de aço ferramenta, e uma lista mais ampla de tipos de ferramentas com o material normalmente usado para cada um está em Materiais para Ferramentas e Matrizes por Tipo de Ferramenta.

Fonte: Tool Materials for Molds and Dies, Application and Performance (G. Krauss e H. Nordberg, eds.).