Guia de Tratamento Térmico do Aço Ferramenta O2

Aço para ferramentas O2 É um aço ferramenta para trabalho a frio temperado em óleo, com alta dureza, alta resistência ao desgaste e mínima deformação durante o tratamento térmico. Comparado ao aço temperado em água, o aço O2 apresenta melhor estabilidade dimensional e maior tenacidade após têmpera completa.¹. Os graus equivalentes de aço para ferramentas O2 incluem:

Lista de verificação rápida do tratamento térmico do aço ferramenta O2

Processo de tratamento térmico

Pré-aquecimento

Pré-aqueça a 649–677 °C (1200–1250 °F) e mantenha nessa temperatura até que a peça esteja aquecida uniformemente. Isso reduz o choque térmico e o risco de deformação ou fissuras quando o aço entra no forno de austenitização.

Austenitização

Aqueça a 760–800 °C (1400–1472 °F). Nessa temperatura, os carbonetos da liga se dissolvem e a microestrutura se transforma em austenita. 790 °C (1450 °F) é a temperatura padrão recomendada para a maioria das aplicações. Controle cuidadosamente o tempo de permanência — o tempo excessivo aumenta o teor de austenita retida e reduz a dureza final.

Resfriamento

Resfrie a peça em óleo, parando quando ela atingir 66–93 °C (150–200 °F). Mantenha a temperatura do óleo de têmpera entre 50–70 °C (120–160 °F). Não use água ou salmoura — o risco de rachaduras é alto. Não envolva a peça em papel alumínio, pois isso impede o contato com o óleo.

Têmpera

Inicie o revenimento imediatamente após a peça esfriar a 52–65 °C (125–150 °F) — não deixe que ela atinja a temperatura ambiente primeiro. Revena a 150–260 °C (300–500 °F). Tempo mínimo de permanência: 2 horas por polegada (4,7 min/mm) de seção transversal, seguido de resfriamento ao ar.

Para aplicações exigentes, o revenimento duplo é preferível. Para a maioria das ferramentas, um revenimento único a 175–205 °C (345–400 °F) atinge uma dureza de trabalho de 58–62 HRC.

Dureza versus temperatura de revenimento:

Problemas comuns e soluções

Deformação e alterações dimensionais

A deformação no aço O2 geralmente é causada por taxas de têmpera excessivas ou aquecimento irregular. Três controles:

• Martemperagem: Interrompa o resfriamento em óleo quente ou sal fundido, mantido a 14–28°C (25–50°F) acima da temperatura de início da martensita (Ms), mantenha até que a temperatura da peça se iguale e, em seguida, resfrie ao ar.
• Pré-aquecimento: O pré-aquecimento a 650°C (1200°F) antes da austenitização reduz significativamente a distorção durante o endurecimento.
• Tolerância de usinagem: Após o desbaste, mantenha uma quantidade suficiente de material para corrigir qualquer distorção resultante do tratamento térmico final.

Trincamento por têmpera

As causas incluem taxas de aquecimento excessivas, cantos vivos e mudanças abruptas na seção transversal da geometria da ferramenta.

• Somente óleo para resfriamento. Água e salmoura são proibidas.
• Resfrie a peça antes que ela esfrie completamente à temperatura ambiente para aliviar a tensão residual.
• Para geometrias complexas, realize um recozimento de alívio de tensões a 650–675°C após o desbaste e antes do endurecimento final.

Descarbonetação superficial

O aço O2 é sensível à descarbonetação durante o aquecimento. A perda de carbono na superfície produz uma camada macia que reduz a resistência ao desgaste.

• Calor em uma atmosfera protetora — um gás endotérmico, um banho de sal ou o vácuo.
• Remova toda a camada de óxido e qualquer camada descarbonetada existente da superfície antes do tratamento térmico final.

Austenita retida e controle de dureza

A austenitização acima da temperatura recomendada aumenta o teor de austenita retida, resultando em dureza insuficiente e instabilidade dimensional após o resfriamento brusco.

• Mantenha a temperatura entre 760 e 800 °C. Ultrapassar esse limite é a principal causa de problemas com austenita retida.
• O tratamento criogênico a −196°C (−321°F) converte uma porção significativa da austenita retida em martensita.
• Revenimento a 175–205°C (345–400°F) para atingir uma dureza de trabalho estável de 58–62 HRC.

Limites de aplicação

O aço O2 não possui dureza a quente. É adequado para estampagem a frio, corte e conformação em temperatura ambiente. Não deve ser utilizado em aplicações de trabalho a quente, como fundição sob pressão ou forjamento a quente.

Perguntas frequentes

1. Nee, JG (Revisor Técnico Chefe e Editor-Chefe). (2010). Fundamentos do Projeto de Ferramentas (6ª ed.). Sociedade de Engenheiros de Manufatura. ↩︎