O que é aço-ferramenta?

Definição de aço para ferramentas

Em termos de uso, o aço para ferramentas é o aço usado na fabricação de diversas ferramentas, como ferramentas de corte, moldes e calibradores. Dentre os diversos tipos de aço, o aço para ferramentas foi o primeiro a ser desenvolvido e utilizado. No início do século XX, a maioria dos principais aços para ferramentas já era produzida.

Em termos de produção, comparado ao aço carbono comum, o aço para ferramentas atende a duas condições: aço de liga misturado e um processo de tratamento térmico antes do uso.

Designação de aços para ferramentas

Os aços para ferramentas são designados de acordo com diferentes sistemas em todo o mundo, o que dificulta definições e comparações precisas. A norma ASTM, amplamente utilizada nos EUA, atribui uma letra e um número para indicar classes específicas, refletindo propriedades ou aplicações.

Tipo	Símbolo	Exemplo de notas
Endurecimento por água	W	W1
Resistente a choques	S	S7
Trabalho a frio de endurecimento em óleo	O	O1, O2
Trabalho a frio de endurecimento ao ar	A	A2
Matrizes de alto carbono/cromo	D	D2, D3
Moldes de plástico	P	P20
Trabalho a quente (cromo/tungstênio)	H	H11, H13
Tungstênio de alta velocidade	E	T1,T2
Molibdênio de alta velocidade	M	M2

Classificação de aços para ferramentas

Existem 4 classificações comuns, aço para ferramentas de trabalho a frio, aço para ferramentas de trabalho a quente, aço para moldes de plástico e aço rápido. Apresentamos um por um.

1. Aço para ferramentas de trabalho a frio É usado na moldagem de metais à temperatura ambiente, na fabricação de moldes para estampagem, trefilação, perfilagem, extrusão, gofragem e matrizes de rolo. É classificado em três tipos. Eles são aço para ferramentas de trabalho a frio de baixa liga (por exemplo, aço AISI 01), maço para ferramentas de trabalho a frio de liga de óxido de sódio (por exemplo, aço A2) e Aço para ferramentas de trabalho a frio de alta liga (por exemplo, aço D2. Este aço também é frequentemente categorizado como um aço para ferramentas com alto teor de carbono e alto teor de cromo. Seu teor de carbono é de 1,4% a 1,6%)
2. 2. Aço para ferramentas de trabalho a quente é usado para moldes de metal em altas temperaturas, como forjamento a quente, extrusão, fundição sob pressão e cisalhamento. Esses aços normalmente têm elementos de liga como tungstênio, molibdênio, cromo e vanádio, que podem aumentar o desempenho dos moldes em altas temperaturas. Na China, o típico trabalho a quente H13 é amplamente usado em fábricas de liga de alumínio para materiais de construção. Dividimos o aço para ferramentas de trabalho a quente em três tipos com base no conteúdo e uso da liga. Eles são aço de baixa liga para trabalho a quente (por exemplo, 5CrNiMo, 5CrMnMo),  aço para trabalho a quente de liga média (por exemplo, H13, H11, H12, H10) e Aço de alta liga para matriz de trabalho a quente (por exemplo, H21)
3. Aço rápido É utilizado na fabricação de ferramentas de corte. Ao ser utilizado no corte, este metal mantém sua dureza e afiação em altas velocidades e temperaturas, sendo, portanto, denominado aço rápido. A razão para isso é que a adição de tungstênio, cromo, molibdênio, cobalto, vanádio e outras ligas de aço confere-lhe excelente resistência ao desgaste e dureza ao rubro em altas temperaturas.
4. Molde de plástico em aço é o material usado para criar moldes para a fabricação de produtos plásticos. Como diferentes produtos plásticos requerem diferentes tipos de moldes, o aço para moldes plásticos está disponível em diversas variedades especializadas. Aqui estão os tipos comuns:

• Aço estrutural de carbono: Básico e usado para moldes simples.
• Aço cementado: Tratado para tornar a superfície mais dura.
• Aço pré-endurecido (por exemplo, P20, P20+Ni): Endurecido antecipadamente para facilitar a usinagem.
• Aço de endurecimento por envelhecimento:Fica mais forte com o tempo.
• Aço resistente à corrosão: Resiste à corrosão, ideal para plásticos especiais.
• Aço de corte livre (por exemplo, P20+S): Fácil de processar.
• Aço martensítico: Oferece boa tenacidade e resistência.
• Aço polido espelhado: Fornece uma superfície superlisa para moldes de alta qualidade.

Guia fácil para selecionar aço para moldes

Aqui está um guia simplificado e reorganizado para a escolha do aço para moldes. Ele se concentra no seu desempenho em uso e na facilidade de processamento durante a fabricação.

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Desempenho de uso (como o molde funciona)

Esta seção aborda o desempenho do molde em condições de trabalho.

• Força
  • Dureza: Os moldes precisam ser duros para resistir à deformação. O aço para matrizes de trabalho a frio normalmente tem uma dureza de cerca de 60HRC, enquanto o aço para matrizes de trabalho a quente varia de 40 a 55HRC. Mesmo com a mesma dureza, diferentes composições de aço podem apresentar desempenhos distintos.
  • Dureza Vermelha: Para moldes de trabalho a quente, a dureza deve resistir a altas temperaturas. O aço carbono comum suporta temperaturas entre 180 e 250 °C, enquanto o aço cromo-molibdênio suporta temperaturas entre 550 e 600 °C.
  • Resistência à compressão e à flexão: Os moldes devem suportar pressão e flexão. Os testes de resistência refletem o uso no mundo real melhor do que apenas a dureza.
• Robustez
  • Os moldes devem resistir a impactos sem rachar ou lascar. A tenacidade depende da composição do aço, pureza, granulometria e tratamento térmico. É uma compensação entre tenacidade, resistência e resistência ao desgaste.
• Resistência ao desgaste
  • Os moldes precisam suportar atrito e desgaste. Alta dureza e carbonetos bem distribuídos reduzem o desgaste por ação mecânica, oxidação ou fusão.
• Resistência à fadiga térmica
  • Os moldes para trabalho a quente devem suportar altas temperaturas e ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento sem trincas. Os principais fatores incluem a vida útil em fadiga térmica (tempo antes da formação de trincas), a taxa de crescimento de trincas e a tenacidade à fratura (resistência à propagação de trincas).
• Resistência à mordida
  • Os moldes devem evitar a colagem ou a soldagem por pontos na peça de trabalho. Uma melhor resistência é medida por meio de testes de atrito.

Desempenho do Processo (Quão Fácil É Fazer o Molde)

Esta seção se concentra em quão trabalhável o aço é durante a fabricação.

• Usinabilidade
  • Trabalho a quente:O aço deve ser moldado facilmente em altas temperaturas.
  • Trabalho a frio: Inclui corte, retificação e polimento. O aço para moldes é duro e difícil de processar, mas a adição de elementos como enxofre ou chumbo pode melhorar a usinabilidade.
• Têmpera e temperabilidade
  • Têmpera: O aço deve endurecer uniformemente, especialmente para moldes grandes. Isso depende de sua composição.
  • Temperabilidade:A dureza depende principalmente do teor de carbono, que é essencial para moldes de trabalho a frio.
• Temperatura de têmpera e deformação do tratamento térmico
  • Uma ampla faixa de temperatura de têmpera simplifica a produção. Moldes, especialmente os de precisão, devem deformar-se minimamente durante o tratamento térmico.
• Sensibilidade à oxidação e descarbonetação
  • O aquecimento pode causar oxidação ou perda de carbono, diminuindo a dureza e a resistência ao desgaste. O aço é sensível a isso e precisa de tratamento especial, como processamento a vácuo.

Aplicações de aço para ferramentas

De acordo com a aplicação, categorizamos o AÇO FERRAMENTA oferecido pela nossa empresa.

Categoria	Grau de aço	Principais áreas de aplicação	Exemplos de uso específico
Aço para ferramentas de trabalho a frio	D2	Matrizes e ferramentas para trabalho a frio	Matrizes de estampagem, matrizes de conformação, ferramentas de corte, matrizes de extrusão a frio, ferramentas manuais
	D3	Matrizes e ferramentas para trabalho a frio	Matrizes de estampagem, matrizes de conformação, ferramentas de corte, matrizes de extrusão a frio, ferramentas manuais
	A2	Matrizes para trabalho a frio e ferramentas de corte	Punções, matrizes de estampagem, matrizes de conformação, ferramentas de corte para marcenaria
	O1	Ferramentas e matrizes para trabalho a frio de uso geral	Ferramentas de corte de uso geral, matrizes de estampagem, ferramentas de corte, molas
	O2	Ferramentas e matrizes para trabalho a frio de uso geral	Ferramentas de corte de uso geral, matrizes de estampagem, ferramentas de corte, molas
Aço para ferramentas resistente a choques	S7	Ferramentas de trabalho a frio de alto impacto	Punções, tesouras, matrizes de tiragens curtas, matrizes de estampagem
Aço para ferramentas de trabalho a quente	H11	Matrizes e ferramentas de processamento de alta temperatura	Matrizes de forjamento a quente, matrizes de fundição sob pressão, ferramentas de corte a quente, ferramentas de extrusão
	H13	Matrizes e ferramentas de processamento de alta temperatura	Matrizes de forjamento a quente, matrizes de fundição sob pressão, ferramentas de corte a quente, ferramentas de extrusão
Aço para ferramentas de alta velocidade	M2	Ferramentas de corte de alta velocidade	Brocas, Fresas, Lâminas de Serra, Ferramentas de Rosqueamento, Brochas
	M35	Ferramentas de corte de alta velocidade (contendo cobalto, maior dureza vermelha)	Brocas, Fresas, Lâminas de Serra, Ferramentas de Rosqueamento, Brochas
	M42	Ferramentas de corte de alta velocidade (contendo cobalto, maior dureza vermelha)	Brocas, Fresas, Lâminas de Serra, Ferramentas de Rosqueamento, Brochas
Aço para moldes	P20	Moldes de injeção de plástico	Moldes de injeção de plástico, bases de molde, moldes de fundição sob pressão, grandes estruturas de molde
	P20+Ni	Moldes de injeção de plástico (resistência à corrosão aprimorada)	Moldes de injeção de plástico, bases de molde, moldes de fundição sob pressão, grandes estruturas de molde
	P20+S	Moldes de Injeção de Plástico (Usinabilidade Aprimorada)	Moldes de injeção de plástico, bases de molde, moldes de fundição sob pressão, grandes estruturas de molde