Catálogo de Aços para Moldes Plásticos

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O que é aço para moldes de plástico

O aço para moldes plásticos é utilizado principalmente na fabricação de moldes para conformação e processamento de materiais plásticos. É classificado como “aço do grupo P” no AISI sistema de classificação e como aço para ferramentas de trabalho a frio nas normas EN/DIN. A temperatura dos processos de moldagem de plástico é geralmente inferior a 200 °C. Comparado à moldagem de metal, a resistência ao calor ou ao desgaste do aço para moldes de plástico geralmente não é crítica, mas os requisitos de qualidade da superfície são muito elevados.

Muitos aços para moldes plásticos são fornecidos pré-endurecidos (por exemplo, graus P20 a 32 HRC, DIN 1.2711 a 40 HRC). Isso elimina a necessidade de o fabricante do molde realizar o tratamento térmico final, minimizando o risco de distorção e reduzindo o tempo e o custo geral de fabricação. Se não forem pré-endurecidos, os aços são normalmente vendidos na condição recozida para facilitar a conformação e, em seguida, endurecidos por tratamento térmico.

Graus específicos de aço

Vários tipos específicos de aço para ferramentas são comumente usados em moldes de plástico, escolhidos com base na complexidade da peça, no volume de produção e no acabamento superficial necessário:

1. Aços da Série POs graus mais comuns são P20(1,2311), P20S(1,2312) e P20Ni(1,2738). Graus de baixo carbono, como P2, P4 e P6, são normalmente usados para cavidades "cubadas" (fresadas), onde um cubo mestre de aço temperado é forçado a entrar em um molde mais macio para formar a impressão.
2. Aços para trabalho a quente – H13Um excelente aço para moldes de moldagem de plástico e matrizes de fundição sob pressão. Apresenta excelente resistência ao revenimento, menor tendência a trincas e distorção mínima com têmpera ao ar. Quando tratado termicamente para dureza mais alta (>50 HRC), oferece excelente polibilidade e responde muito bem à nitretação, alcançando alta dureza superficial.
3. Aços inoxidáveis martensíticos–Aço inoxidável 420 e modificaçõesComumente utilizado em moldes de injeção, especialmente para plásticos corrosivos ou em condições atmosféricas severas, pois oferece resistência inerente à corrosão sem a necessidade de cromagem. Pode atingir um acabamento espelhado e boa estabilidade dimensional após tratamento térmico. No entanto, o revenimento em uma faixa específica (425-595 °C) pode causar fragilização e perda da resistência à corrosão.
4. Aços resistentes a choques – S7. Recomendado para moldes que exigem altíssima resistência ao choque.
5. Aços para ferramentas de trabalho a frio (por exemplo, A2, D2). Usado para aplicações que exigem maior resistência ao desgaste, especialmente na moldagem de plásticos abrasivos (por exemplo, plásticos reforçados com fibra).

Propriedades

1. Polibilidade e texturabilidade. Plásticos fundidos podem reproduzir detalhes minuciosos na superfície do molde, tornando uma superfície perfeita e sem defeitos crucial para a aparência final do produto. A alta dureza superficial do aço para moldes de plástico aumenta significativamente a polibilidade e minimiza defeitos de polimento, como o "casca de laranja" (endurecimento por deformação localizada).
2. Dureza e ResistênciaA alta dureza superficial e a alta resistência do núcleo do aço para moldes de plástico podem evitar que a cavidade "afunde" sob altas pressões de injeção. Embora a dureza dos moldes de plástico pré-endurecidos varie tipicamente de 30 a 40 HRC, eles podem ter a superfície endurecida por meio de cementação ou nitretação para maior resistência ao desgaste.
3. Resistência e resistência ao choqueOs moldes são submetidos a choques mecânicos durante a operação (abertura/fechamento) e a choques térmicos devido a ciclos rápidos de aquecimento/resfriamento, especialmente em máquinas de ciclo rápido. Uma boa tenacidade pode evitar rachaduras.
4. Estabilidade dimensional. Minimizar a distorção ou a mudança dimensional durante o tratamento térmico é fundamental para moldes de precisão
5. UsinabilidadeA usinagem constitui uma parcela significativa (até 70%) do custo total de fabricação do molde. Aços mais fáceis de usinar podem reduzir significativamente os custos gerais.
6. Resistência à corrosão. Essencial no processamento de plásticos corrosivos (por exemplo, cloreto de polivinila (PVC), que pode liberar HCl quando degradado) ou quando os moldes são armazenados em ambientes úmidos.
7. Soldabilidade. Uma boa soldabilidade é benéfica para reparo e manutenção de moldes, o que pode prolongar a vida útil da ferramenta.

Tratamentos de superfície

• Cementação: Um processo em que o carbono é difundido na superfície para aumentar a dureza e a resistência ao desgaste, especialmente para aços de molde de baixo carbono, como P2 e P6.
• Nitretação: Difunde nitrogênio na superfície, aumentando significativamente a dureza, a resistência à corrosão e reduzindo o atrito. O aço H13 responde muito bem à nitretação.
• Cromagem/Níquel: Pode ser aplicado para resistência ao desgaste ou proteção contra corrosão, especialmente contra plásticos agressivos como o PVC. No entanto, o uso de aços inoxidáveis resistentes à corrosão pode eliminar a necessidade de galvanoplastia.
• Endurecimento por chama: Usado para endurecimento localizado de áreas específicas sujeitas a desgaste ou brinelling.

Desafios e Defeitos

• Defeitos de polimento: Pode incluir “furos” de inclusões não metálicas e “casca de laranja” devido ao endurecimento por deformação localizada durante o polimento excessivo.
• Problemas de texturização: A preparação inadequada da superfície ou irregularidades microestruturais podem levar a resultados de gravação irregulares.
• Distorção durante o tratamento térmico: Expansões, contrações, empenamentos e alterações de formato podem ocorrer, exigindo controle preciso e, idealmente, o uso de classes pré-endurecidas ou endurecidas ao ar.

Aplicativos

Moldagem por injeção de termoplásticos
Moldagem por compressão de plásticos termofixos
Moldagem por sopro e extrusão
Matrizes de fundição sob pressão: usadas para ligas de baixo ponto de fusão, como estanho, zinco e chumbo.
Moldes para produtos de vidro: Alguns aços para moldes também são usados na fabricação de vidro, exigindo propriedades como alta resistência ao desgaste, resistência à incrustação, resistência a altas temperaturas e polibilidade.

Perguntas frequentes