aço para ferramentas p20 | 1.2311

4. Tratamento térmico

O aço P20 é normalmente fornecido em uma estado pré-endurecido, com dureza de 28-40 HRC. Pode ser usinado diretamente em cavidades de molde complexas e colocado em uso sem alta temperatura adicional tratamento térmico. O estado pré-endurecido ajuda a evitar deformações e alterações dimensionais que podem ocorrer durante o tratamento térmico subsequente.

Embora o material P20 seja sempre usado diretamente em um estado pré-endurecido, suas propriedades de superfície podem ser melhoradas por meio de tratamento térmico adicional (particularmente cementação) para atender a requisitos específicos de aplicação, como moldagem de plástico.

4.1 Carburação

Para aplicações de moldagem de plástico, o material P20 é frequentemente cementado e endurecido após a usinagem da impressão do molde. A dureza superficial dos moldes P20 cementados após a têmpera pode atingir até 65 HRC, com a dureza do núcleo tipicamente em torno de 45 HRC. As profundidades das caixas podem ser controladas, geralmente variando de 0,030 polegadas para moldes menores a 0,065 polegadas para moldes grandes. Gostaríamos de lembrar que o a resistência do material P20 cementado ao amolecimento durante o revenimento é relativamente baixa, semelhante ao do aço carbono simples.

A temperatura de cementação deve NÃO exceder 870°C (1600°F)Exceder essa temperatura afetará negativamente seu desempenho de polimento. Por exemplo, a cementação a 845 °C (1550 °F) resultou em uma dureza superficial de 65,6 HRC e uma profundidade de camada de 0,36 mm, enquanto a 900 °C (1650 °F), a dureza superficial foi ligeiramente menor, de 62,5 HRC, com uma profundidade de camada de 0,41 mm.

O aço P20 cementado tem uma boa combinação de resistência ao desgaste, tenacidade e polibilidade.

4.2 Pré-aquecimento

Recomendamos fortemente o pré-aquecimento do aço para ferramentas P20 a uma temperatura de 1200°F (650°C).

O objetivo do pré-aquecimento é pré-condicionar as moléculas dentro da peça para a transformação e aliviar as tensões causadas pela usinagem. Também ajuda a equalizar o calor dentro da peça, permitindo que as tensões se dissipem antes que o metal fique muito mole em temperaturas mais altas.

4.3 Endurecimento (Austenitização)

A temperatura de endurecimento é 1525°F (830°C). O tempo de imersão é 45–60 minutos por polegada de espessuraPara peças com espessura inferior a 1 polegada, recomendamos um tempo mínimo de imersão de 45 a 60 minutos. [Para obter informações sobre austenita, consulte a explicação de austenita na Wikipédia.]

4.4 Resfriamento

O aço P20 é temperado em óleo. A têmpera em óleo a uma temperatura relativamente baixa resulta em menos alterações dimensionais em comparação com os aços endurecíveis em água. Após a têmpera, as peças devem ser resfriadas a um mínimo de 150°F (66°C) se endurecido ao ar, ou 150-200°F (66-93°C) se temperado em líquido e então revenido imediatamente.

4.5 Têmpera 

O aço para ferramentas P20 geralmente requer revenimento duplo. A temperatura de revenimento padrão é 400°F (205°C).

Para um aço P20 que foi temperado em óleo de 845°C (1550°F) e temperado para 2 horas a 205°C (400°F), a dureza resultante é 36-38 HRC, com resistência à tração de 1310 MPa, limite de escoamento de 1172 MPa, alongamento de 13% e redução de área de 51%. Se a microestrutura temperada for bainítica, a dureza após o revenimento pode ser 4 HRC menor do que os diagramas de revenimento padrão.

[Referência: Roberts, G., Krauss, G., & Kennedy, R. (1998). Aços para ferramentas: 5ª edição. ASM Internacional.]