Aplicações do Aço para Ferramentas H13

Guia de Seleção Rápida de Aplicações para Aço Ferramenta H13

Como limite prático, o aço temperado e revenido H13 apresenta propriedades úteis para trabalho a quente até cerca de 52-54 HRC. Valores acima disso não são realistas para aplicações de trabalho a quente com aço revenido.

H13 para matrizes de fundição sob pressão

O aço H13 é um dos aços-ferramenta mais comuns para moldes de fundição de alumínio, magnésio e zinco. Esses moldes devem suportar metal fundido em alta velocidade, ciclos térmicos repetidos, pressão de fundição, tensões de resfriamento e desgaste superficial.

A principal razão para o uso do H13 na fundição sob pressão é sua resistência à fissuração térmica. Durante cada ciclo, a superfície do molde aquece rapidamente em contato com o metal fundido e esfria rapidamente durante a projeção ou o resfriamento interno. Essa expansão e contração repetidas criam microfissuras superficiais. À medida que essas fissuras crescem, degradam a qualidade da superfície da peça fundida, dificultam a extração e reduzem a vida útil do molde.

O H13 é adequado para fundição de alumínio sob pressão, pois o molde deve resistir tanto à fadiga térmica quanto à erosão do metal fundido. Na fundição de magnésio sob pressão, a mesma necessidade de resistência ao choque térmico e ao controle de trincas o torna uma escolha prática. Na fundição de zinco sob pressão, a temperatura de serviço é mais baixa, portanto o H13 pode ser utilizado com maior dureza para melhor resistência ao desgaste.

Para fundição de latão sob pressão, o aço H13 é limitado a condições menos severas ou lotes de produção mais curtos. O latão funde a temperaturas mais altas, portanto, quando o molde precisa suportar altas temperaturas por períodos prolongados, aços para trabalho a quente com maior liga são mais seguros.

H13 para matrizes e ferramentas de extrusão

O aço H13 suporta a pressão, o desgaste a quente e os ciclos térmicos repetidos da extrusão, mantendo uma tenacidade útil. Na extrusão, o tarugo é forçado através da matriz sob alta carga, portanto, as ferramentas devem resistir à deformação, fissuras e desgaste superficial.

Para extrusão de alumínio e magnésio, o aço H13 é utilizado em matrizes, mandris, blocos de apoio, espaçadores, anéis de matriz, pistões e revestimentos. Matrizes e mandris ativos necessitam de maior resistência ao desgaste, enquanto as ferramentas de suporte requerem maior tenacidade e capacidade de carga.

Para extrusão de cobre, latão e aço, o H13 ainda é utilizado em ferramentas de suporte, mandris, recipientes e componentes adjacentes. Quando a área ativa da matriz excede a temperatura de serviço prática do H13, são necessários aços para trabalho a quente com ligas mais elevadas.

H13 para matrizes de forjamento a quente

O aço H13 é utilizado em matrizes, punções e insertos para forjamento a quente. As ferramentas de forjamento devem resistir a impactos, cargas de compressão, contato com metal quente, desgaste superficial e ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento.

Na forjagem por martelo, a carga de impacto é severa, portanto, o aço H13 é produzido com menor dureza para reduzir o risco de fratura frágil. Na forjagem por prensa, a carga é aplicada de forma mais gradual, permitindo o uso de maior dureza. A forjagem por prensa também resulta em um tempo de contato maior entre a peça quente e a matriz, de modo que o superaquecimento e a fadiga térmica ainda precisam ser controlados.

H13 para lâminas de corte a quente e insertos de matriz

O aço H13 é utilizado em lâminas de corte a quente porque mantém a resistência do fio em altas temperaturas, resistindo a impactos e choques térmicos. Essas lâminas cortam tarugos, barras e peças forjadas aquecidas, portanto, a dureza da lâmina precisa ser compatível com a severidade do corte.

Cortes a quente mais leves permitem maior dureza para resistência ao desgaste das bordas. Cortes pesados, seções espessas e impactos fortes exigem menor dureza para reduzir rachaduras nas bordas e fraturas da lâmina.

O H13 também é comum em insertos para matrizes. Em vez de usinar uma matriz inteira em aço para trabalho a quente, a zona ativa de desgaste e aquecimento é feita de H13, enquanto o suporte, bloco de apoio ou retentor utiliza um aço mais econômico. Em insertos para fundição sob pressão, o H13 resiste a trincas térmicas e erosão por metal fundido. Em insertos para forjamento, ele resiste ao desgaste, impacto e fadiga térmica. Para matrizes de alto ciclo, insertos de precisão ou superfícies de moldes polidas, o ESR H13 melhora a limpeza do aço e o desempenho em fadiga.

H13 para pinos de núcleo e componentes de moldes

O aço H13 é utilizado em pinos de núcleo, pinos extratores, guias, núcleos móveis, insertos de moldes e outros componentes de moldes sujeitos a esforços. Essas peças sofrem desgaste por deslizamento, aquecimento localizado, movimento repetido e alta pressão de contato.

Para pinos de núcleo e pinos extratores fundidos sob pressão, o H13 proporciona um núcleo resistente com uma superfície resistente ao desgaste, o que reduz o engripamento, o desgaste e as fissuras em ciclos repetidos.

Para moldes de plástico, o P20 é mais econômico para bases de moldes em geral e cavidades grandes. O H13 é escolhido quando o molde precisa de maior resistência ao desgaste, resistência ao calor, capacidade de polimento ou maior vida útil de produção, como em moldagem de resina abrasiva, moldes de plástico de alto ciclo e moldes para peças visíveis ou transparentes.

Para componentes ópticos, transparentes ou de alto polimento, o aço ESR H13 reduz defeitos de polimento, pois um aço mais limpo apresenta menos inclusões. Isso é importante para lentes transparentes, peças plásticas com acabamento estético e superfícies visíveis de alta qualidade.

Onde o H13 se encaixa melhor

Quando o aço ferramenta H13 não é a escolha certa

O H13 apresenta bom desempenho em aplicações de trabalho a quente equilibradas, mas não é a melhor escolha quando um requisito se torna dominante.

Para serviço contínuo em temperaturas muito elevadas, os aços para trabalho a quente com tungstênio superam o H13. Para desgaste severo a frio, o D2 ou o A2 são mais adequados. Para moldagem de plásticos corrosivos, os aços inoxidáveis para moldes são mais seguros. Para moldes de plástico de grande porte, onde a eficiência de usinagem e o custo são mais importantes do que o desempenho em trabalhos a quente, o P20 é a melhor escolha.

A regra de seleção é escolher H13 quando os principais riscos são fissuração por calor, trincas a quente, choque térmico, impacto e desgaste a quente.