Aço para ferramentas L6 | 1.2714 | SKT4

3. Tratamento térmico de aço para ferramentas L6

Um tratamento térmico eficaz é crucial para maximizar o desempenho e a vida útil dos componentes de aço para ferramentas L6. Sendo um versátil aço para ferramentas de baixa liga, à base de cromo-níquel, o L6 oferece um equilíbrio único entre tenacidade e resistência ao desgaste quando processado corretamente. 

3.1 Principais etapas do tratamento térmico de aço para ferramentas L6

3.1.1 Recozimento

Após qualquer processo de trabalho a quente, como forjamento, o aço para ferramentas L6 deve ser devidamente recozido. Esta etapa é fundamental para preparar o material para usinagem e têmpera subsequentes.

• Processo: O aço L6 deve ser submetido a recozimento suave ou esferoidização. A normalização não é recomendada. Este tratamento refina a microestrutura do aço, melhorando sua usinabilidade e garantindo uma resposta consistente durante a fase de têmpera.
• Responsabilidade do Fornecedor: Normalmente, esse processo de recozimento é realizado pela siderúrgica, garantindo que o aço para ferramentas L6 seja fornecido em condições ideais para seu processamento posterior.

3.1.2 Alívio do estresse

Para minimizar a distorção durante o processo de endurecimento subsequente e melhorar a estabilidade geral das peças de aço para ferramentas L6, o alívio de tensões é uma prática altamente recomendada.

• Após usinagem de desbaste: Isso é particularmente benéfico para componentes L6 com geometrias complexas, cavidades profundas ou após remoção substancial de material durante usinagem de desbaste. A faixa de temperatura recomendada para este alívio de tensões é de 650 °C a 730 °C (1200 °F a 1350 °F).
• Após as operações secundárias: Um revenimento com alívio de tensões também é altamente recomendado após operações como retificação, soldagem ou usinagem por eletroerosão (EDM). Para isso, selecione uma temperatura de revenimento aproximadamente 14 °C a 28 °C (25 °F a 50 °F) mais baixa do que a temperatura usada no último ciclo de revenimento da peça.

3.1.3 Pré-aquecimento antes do endurecimento

O pré-aquecimento cuidadoso e controlado é essencial para evitar choque térmico e reduzir o risco de rachaduras quando o aço para ferramentas L6 é aquecido até a temperatura de endurecimento.

• Diretriz geral: Normalmente é recomendada uma temperatura de pré-aquecimento de aproximadamente 650°C (1200°F).
• Para seções maiores ou complexas: É aconselhável aquecer o aço L6 lenta e uniformemente na faixa crítica de temperatura, que é de aproximadamente 650 °C a 760 °C (1200 °F a 1400 °F). Isso garante a consistência da temperatura em todo o componente, minimizando as tensões internas antes da austenitização.

3.1.4 Têmpera: Austenitização e Têmpera

O processo de têmpera é o que confere a resistência e a resistência ao desgaste necessárias ao aço para ferramentas L6. Ele consiste em duas fases principais: austenitização (aquecimento até a temperatura de têmpera) e têmpera (resfriamento rápido).

a. Austenitização:

• Temperatura padrão: A temperatura típica de austenitização para aço ferramenta L6 é em torno de 830°C (1525°F).
• Faixa de temperatura: As temperaturas de austenitização podem ser aumentadas até aproximadamente 955 °C (1750 °F), geralmente sem causar engrossamento severo dos grãos de austenita, o que poderia comprometer a tenacidade do aço.

b. Têmpera:

• Meio primário: A têmpera em óleo é o método padrão e preferido para aço ferramenta L6 devido à sua capacidade de atingir boa dureza e minimizar a distorção.
• Mídia alternativa: Para peças L6 com projetos simples ou seções transversais muito pesadas, pode-se considerar a têmpera em água ou salmoura. Notavelmente, os graus L6 contendo molibdênio apresentam temperabilidade tão alta que, às vezes, podem ser efetivamente temperados ao ar.
• Objetivo: O objetivo da têmpera é resfriar o aço rapidamente a partir da temperatura de austenitização. Esse resfriamento rápido facilita a transformação da fase austenítica em martensita, que é a microestrutura dura desejada em aços para ferramentas. A seleção adequada do meio de têmpera e a garantia de agitação adequada são fatores críticos para alcançar um endurecimento uniforme e bem-sucedido. A agitação ajuda a manter uma taxa de resfriamento consistente em toda a superfície da peça e previne a formação de bolsas de vapor isolante, resultando em uma dureza mais uniforme.

3.1.5 Têmpera

O revenimento é uma etapa indispensável após a têmpera do aço para ferramentas L6. Este processo de tratamento térmico envolve o reaquecimento do aço temperado a uma temperatura intermediária para aliviar tensões internas, reduzir a fragilidade e atingir o equilíbrio final desejado entre dureza e tenacidade.

a. Ajuste de dureza:

A dureza final do aço para ferramentas L6 é inversamente proporcional à temperatura de revenimento; à medida que a temperatura de revenimento aumenta, a dureza diminui, mas a tenacidade geralmente melhora. Os aços L6 com molibdênio demonstram maior resistência ao amolecimento em temperaturas de revenimento mais altas.

b. Dureza específica da aplicação:

• Para aplicações como serras para trabalhar madeira, uma dureza temperada de 45 a 50 HRC é geralmente o objetivo.
• Outras aplicações, como certas matrizes e punções, podem exigir níveis de dureza mais altos, de 58 a 62 HRC, que são obtidos com o uso de temperaturas de revenimento mais baixas.

c. Melhoria da Ductilidade:

A ductilidade à tração do aço para ferramentas L6 tende a melhorar com temperaturas de revenimento acima de 315 °C (600 °F).

d. Considerações dimensionais:

É importante reconhecer que mudanças dimensionais (tanto contrações quanto expansões) ocorrem durante o revenimento. Estas são devidas a transformações microestruturais e ao alívio de tensões internas. Para aplicações que exigem alta estabilidade dimensional, múltiplos ciclos de revenimento são uma prática comum. Esses ciclos adicionais podem ajudar a garantir a transformação completa de qualquer austenita retida e proporcionar maior alívio de tensões internas, contribuindo para uma estabilidade dimensional superior ao longo do tempo.

3.2 Resumo das principais temperaturas de tratamento térmico para aço ferramenta L6

3.3 Propriedades obtidas através do tratamento térmico do aço ferramenta L6

O aço para ferramentas L6 tratado termicamente corretamente exibe diversas propriedades desejáveis:

• Boa tenacidade e usinabilidade: O L6 é conhecido por sua excelente tenacidade, o que o torna resiliente ao impacto, além de boa usinabilidade em sua condição recozida.
• Resistência ao desgaste adequada: Devido ao seu teor de carbono, o L6 oferece boa resistência ao desgaste, especialmente adequado para aplicações que não envolvem altas temperaturas.
• Baixo risco de distorção: O aço ferramenta L6 tem uma suscetibilidade relativamente baixa à distorção e rachaduras durante o processo de têmpera, principalmente quando temperado em óleo.
• Resistência à descarbonetação: Não apresenta tendência pronunciada à descarbonetação durante o ciclo de endurecimento.
• Limitação de temperatura: É importante observar que o aço para ferramentas L6 tem dureza a quente e resistência ao amolecimento relativamente baixas em temperaturas elevadas, o que o torna geralmente inadequado para aplicações de serviço em altas temperaturas.