Seleção de aços para matrizes de cunhagem

Matrizes de cunhagem de moedas são ferramentas utilizadas na fabricação de moedas. Elas são submetidas a muita pressão e desgaste, portanto, a escolha do aço correto é crucial. Os seguintes aços estão disponíveis em nossa empresa para uso em matrizes de cunhagem.

Causas de falha da matriz de cunhagem

Os moldes para gravação de moedas podem ser danificados pelos seguintes problemas:

  • Vestir: the surface of the die is worn away, especially when the pressure is low and the workpiece material is soft; the metal may stick to the die, leading to increased wear.
  • Amassado: a superfície do molde é pressionada para baixo.
  • Rachaduras: o molde racha, geralmente porque está sob muita pressão ou o projeto é muito complexo.

Commonly used steel in the silver industry – W1 water-hardened steel

In the silversmithing industry (e.g., the manufacture of silver, copper, or stainless steel coins), coin embossing is usually done with drop hammers. The most commonly used steel for this purpose is W1 water-hardened steel with the following characteristics:

  • Dureza da superfície: 59 a 61 HRC (HRC é a unidade de dureza e quanto maior o número, mais duro ele é).
  • Shallow hardening properties: Only the surface layer hardens when quenched, and the interior remains softer. This characteristic gives the mold a hard surface (wear-resistant) and toughness (less prone to cracking).
  • Temperabilidade controlada: O grau de endurecimento do aço pode ser controlado com precisão.

Os aços W1 são adequados para situações em que a pressão não é muito alta e a peça de trabalho é macia, como na gravação em ligas de prata ou cobre.

Desafios e soluções para designs com relevo profundo

Se uma moeda tiver um desenho profundo (por exemplo, um padrão complexo), o aço W1 endurecido em água pode falhar devido a rachaduras. Para resolver esse problema, os seguintes aços estão disponíveis:

1. Aço carbono para ferramentas de endurecimento profundo: endurece até uma profundidade maior e pode suportar estampagens mais complexas.

2. Mild steel (e.g., S1 or L6):

  • Dureza: 57 a 59 HRC.
  • Classificação de tenacidade: 6 a 8 (resistente e menos propenso a rachaduras).

3. High-toughness steels (e.g., H11 or H12):

  • Dureza: 45 a 52 HRC (menor que W1, mas melhor tenacidade).
  • Devido à sua menor dureza, a superfície risca facilmente. Ela pode ser protegida com a adição de um revestimento de cromo duro (0,127 a 0,254 mm, ou 0,005 a 0,010 polegadas de espessura).

Seleção de pequenos moldes

Para moldes pequenos que exigem maior resistência ao desgaste, podem ser utilizados os seguintes aços:

  • Aço temperado em óleo O1: dureza de 56 a 58 HRC.
  • Os aços endurecidos ao ar A2 e D2 têm dureza de 56 a 58 HRC. Esses aços apresentam melhor desempenho em moldes pequenos, pois são resistentes ao desgaste e adequados para impressão de alta precisão.

Como as matrizes são feitas – Hubbing

Matrizes para gravação em relevo de moedas são mais bem produzidas por usinagem em cubo do que por usinagem direta. A usinagem em cubo utiliza uma fresa mestre para moldar a matriz e é muito mais barata do que a usinagem. Como diferentes aços se comportam durante a usinagem em cubo:

  • Os aços O1 e A2 podem ser prensados a frio no cubo, mas podem exigir recozimento intermediário (aquecimento para amolecer o aço e evitar rachaduras muito duras) entre as impressões.
  • O aço W1 é mais fácil de prensar no cubo. Sob a mesma pressão, o aço W1 tem o dobro da profundidade de indentação do aço A2.

Resumo: Fatores-chave na escolha do aço

Em resumo, os seguintes fatores precisam ser considerados ao escolher o aço para matrizes de gravação de moedas:

  • Resistência ao desgaste: a matriz deve poder ser usada por um longo período sem desgaste.
  • Tenacidade: o dado não deve rachar facilmente.
  • Propriedades de endurecimento: equilíbrio entre dureza superficial e tenacidade interna.
  • Usinabilidade: se é fácil de usinar ou prensar cubos.
  • Custo: tente reduzir o custo enquanto o desempenho atende à demanda.

Situações diferentes exigem aços diferentes:

  • O aço W1 é adequado para estampagem superficial, baixa pressão e para a indústria de talheres.
  • Aço S1, L6: adequado para estampagem profunda, quando é necessária tenacidade.
  • Aço H11, H12: quando é necessária máxima tenacidade, com revestimento de cromo duro para proteção.
  • Aços O1, A2, D2: moldes pequenos quando é necessária alta resistência ao desgaste.
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