Materiais para matrizes de rebarbação e puncionamento em forjamento a quente
A rebarbação remove a rebarba de uma peça forjada, e o puncionamento remove o material dentro de um furo. Ambas as operações cortam metal que acabou de sair de uma prensa ou de um martelo, e o grau que resiste ao trabalho depende de qual das duas operações lhe é solicitada e de quão quente a peça ainda está.
O que as duas operações fazem
A rebarbação remove a rebarba que a operação de forjamento produziu, e também pode remover parte do material de saída para que a peça fique com paredes laterais retas. É normalmente feita com uma matriz superior e uma matriz inferior moldadas ao contorno da peça. A matriz superior atua como punção e empurra a peça para baixo através da aresta de corte na matriz inferior. Se a matriz superior não seguir o contorno da peça, a peça pode ser deformada durante a rebarbação.
O puncionamento é a mesma ideia aplicada ao material excedente numa superfície interna. Para manter os cortes precisos, o puncionamento e a rebarbação são frequentemente realizados ao mesmo tempo.
O que decide o material
A seleção publicada baseia-se em duas coisas: o que está a ser rebarbado, e se a peça é rebarbada a quente ou a frio. Os punções são normalmente feitos de aços ferramenta proprietários quando se rebarbam aços carbono e inoxidáveis, e de aço 1020 com revestimento duro quando se rebarbam ligas não ferrosas. A matriz de rebarbação, ou matriz inferior, é feita de aço ferramenta D2, ou de aço laminado a frio com um revestimento duro de liga de alta resistência aplicado na aresta de corte.
Trimming a part straight off the press saves a second heating operation, but the two cold trim columns in the table below are not always available. For stainless steels and heat-resisting alloys both of them read “generally hot trim”, and where a close trim is wanted on carbon and alloy steels the table falls back on hot trimming as well.
Materiais típicos para matrizes de rebarbação e puncionamento
A tabela apresenta a seleção publicada para os três grupos de metal de trabalho, divididos pelo tipo de rebarbação. Onde aparece mais de um grau numa célula, a fonte lista-os sem ordem de preferência.
| Material a rebarbar | Rebarbação a frio | Rebarbação a quente(a) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Rebarbação normal | Rebarbação de precisão | Punção | Lâmina | |||
| Punção | Lâmina | Punção | Lâmina | |||
| Aços carbono e ligados | 6F2 ou 6G a 341 a 375 HB | D2 a 54 a 56 HRC | Geralmente rebarbação a quente | 6F2 ou 6G a 341 a 375 HB | Liga de revestimento duro 4A sobre aço 1035(b); ou D2 a 58 a 60 HRC | |
| Aços inoxidáveis e ligas resistentes ao calor | Geralmente rebarbação a quente | Geralmente rebarbação a quente | 6F2 a 6G a 388 a 429 HB | D2 a 58 a 60 HRC | ||
| Alumínio, magnésio e outros metais não ferrosos | 6150 a 461 a 477 HB | Liga de revestimento duro 4A sobre aço 1020(b); ou O1 | D2 a 58 a 60 | D2 a 58 a 60 | 1020 macio | Liga de revestimento duro 4A sobre aço 1020(b) |
Materiais típicos para matrizes de rebarbação e puncionamento. Fonte, Tabela 3 de Dies and Die Materials for Hot Forging, em ASM Handbook, Volume 14, Forming and Forging. Os valores de dureza são a dureza de trabalho conforme publicada. (a) Tanto rebarbação normal como de precisão. (b) A liga de revestimento duro 4A tem uma composição nominal de Co-1C-30Cr-4.5W-3Ni-1.5Fe. A fonte imprime o rótulo da terceira linha como “Aluminum, magnesium, and”; apenas alumínio e magnésio são nomeados nessa linha.
Como ler a tabela
Para aços carbono e ligados cortados a frio, o punção na tabela é um aço bloco de baixa liga com dureza global de 341 a 375 HB, e a lâmina é D2 com 54 a 56 HRC. Essa divisão coloca a carga em um aço tenaz em vez de duro, e a dureza onde o corte é realmente feito.
Assim que a peça é rebarbada a quente, ou assim que o metal de trabalho é inoxidável ou resistente ao calor, o punção passa para 6F2 ou 6G a 341 a 375 HB para aços carbono e ligados, e para 6F2 a 6G a 388 a 429 HB para o grupo dos inoxidáveis e resistentes ao calor. A lâmina passa para D2 a 58 a 60 HRC, ou para liga de revestimento duro 4A depositada sobre aço 1035 onde a aresta tem de ser reconstruída em vez de substituída.
A linha dos não ferrosos funciona ao contrário. A rebarbação normal a frio usa um punção 6150 a 461 a 477 HB contra uma lâmina de aço 1020 com revestimento duro ou O1, e a rebarbação de precisão coloca D2 em ambos os lados a 58 a 60 HRC. A rebarbação a quente do mesmo grupo usa um punção 1020 macio e uma lâmina com revestimento duro, porque o punção está lá para empurrar a peça e não para a cortar.
Os aços bloco nomeados na tabela
As designações 6F2 e 6G são os antigos números ASM para um grupo de aços para matrizes de baixa liga níquel-crómio-molibdénio. Nunca lhes foram atribuídas designações AISI, SAE ou UNS, pelo que os números ASM da edição de 1948 do Metals Handbook são ainda os que estão em uso. O seu valor numa matriz de rebarbação é a tenacidade e a resistência ao choque e não a dureza a quente: são temperados a temperaturas mais baixas do que a série H e são escolhidos para porta-matrizes, blocos de matriz e punções onde a superfície não fica muito quente.
Onde a própria aresta tem de manter a sua dureza à temperatura, a tabela usa D2, e onde a aresta tem de resistir ao impacto usa liga de revestimento duro 4A, um depósito à base de cobalto com uma composição nominal de Co-1C-30Cr-4.5W-3Ni-1.5Fe.
Graus e estoque
O lado de corte a frio da tabela é aço ferramenta para trabalho a frio, e os dois graus que o suportam estão no site: o guia de tratamento térmico do aço ferramenta D2 abrange a faixa de trabalho de 54 a 60 HRC usada aqui, e a página do O1 abrange o grau de têmpera em óleo indicado para corte de metais não ferrosos.
Para a seleção por trás da tabela, o guia de seleção de matrizes de corte apresenta as opções de corte a frio, e a página de seleção para corte a quente trata da mesma questão para peças cortadas a quente. As próprias forjarias são abordadas em a página de matrizes de forjamento, estampagem e corte a quente.
Arestas com revestimento duro são uma questão de reparo e recuperação tanto quanto uma questão de grau. Os depósitos e o procedimento estão descritos em a página de metal de adição para soldagem de aço ferramenta.
Antes de usar esses valores
Esta página é um resumo de referência da prática publicada e não é uma especificação da Aobo Steel. Os graus e durezas são reproduzidos da tabela de origem, e uma prensa diferente, uma espessura de rebarba diferente ou uma temperatura de corte diferente alterarão a escolha. A seleção final para uma matriz de corte ou puncionamento é feita com base no desenho da peça e na prensa em que é utilizada.
Fonte: ASM Handbook, Volume 14, Forming and Forging (9th Edition Metals Handbook), ASM International, 1988.