Seleção de aços para matrizes de recalque a frio

A recalque a frio é um método de usinagem usado para fabricar fixadores, como parafusos e porcas. Como os moldes são submetidos a muita pressão durante o processo de recalque a frio, eles estão sujeitos a problemas como desgaste, adesão, rachaduras e até mesmo fadiga, ou até mesmo deformações nos moldes.

Por que os moldes de endurecimento a frio falham?

Os moldes de recozimento a frio apresentam diversas falhas comuns em seu trabalho:

• Desgaste: a superfície do molde se desgasta, afetando a vida útil.
• Adesão: O material metálico adere ao molde, produzindo um processamento ruim.
• Rachaduras: o molde racha porque não consegue suportar a alta pressão.
• Fadiga: Danos por fadiga ocorrem dentro do molde ou na superfície de trabalho após um longo período de uso.
• Ampliação do formato: o formato do molde é sustentado e a precisão não pode ser mantida.

Devido à alta pressão no processo de recalque a frio, a superfície de trabalho do molde precisa ser muito dura, geralmente com uma dureza de 62 HRC (uma unidade de dureza). Portanto, é muito importante escolher o aço certo.

Aços comumente usados: aços endurecidos em água W1 e W2

Conforme mencionado no artigo, os materiais mais comuns utilizados em matrizes e punções de recalque a frio (punções são as ferramentas utilizadas com as matrizes) são os aços W1 e W2 endurecidos em água. Esses aços apresentam as seguintes características:

• Têmpera superficial: esses aços endurecem apenas na superfície quando temperados (um método de tratamento térmico que endurece o aço), o interior ainda é relativamente macio.
• O controle da temperabilidade é importante: temperabilidade é a profundidade até a qual um aço pode endurecer após a têmpera. A temperabilidade deve ser ajustada ao tamanho do molde.

Entretanto, os aços W1 e W2 apresentam desvantagens:

• Resistência ao desgaste limitada: mesmo com uma dureza de 62-64 HRC, não são bons o suficiente. Se o molde for usado por muito tempo, este aço pode não ser durável o suficiente.

O efeito do vanádio: Às vezes, vanádio (um elemento metálico) é adicionado ao aço, mas o vanádio pode reduzir a temperabilidade. Para resolver esse problema, outros elementos no aço podem ser ajustados para garantir a temperabilidade, tornar o grão do aço mais fino e melhorar a tenacidade (tensões são a capacidade de um material não se romper facilmente).

A opção mais durável: aços de alta liga (D2, M2, A2)

Quando for necessário que um molde dure mais, escolha um aço de alta liga, como D2, M2 ou A2. As vantagens e desvantagens desses aços estão listadas abaixo:

• Vantagens: resistência ao desgaste muito maior que W1 e W2, adequado para produção em massa.
• Desvantagens: baixa tenacidade (quebra fácil), não pode ser transformado diretamente em moldes inteiros.

Solução:

• Transforme esses aços de alta liga em inserções (pequenas peças de molde) e depois monte-os em uma carcaça feita de aço H11.
• O aço H11 é resistente, com uma dureza de 48-50 HRC, o que protege as inserções e torna todo o molde resistente ao desgaste e menos propenso a quebras.

Seleção de aço para matrizes de recalque a frio

O punção é uma ferramenta que trabalha em conjunto com o molde no processo de recalque a frio, e a escolha do aço também é muito importante:

• Materiais comumente usados, como moldes e punções, também são comumente feitos de aço W1 ou W2.
• Quando a tenacidade é necessária, se o punção quebra facilmente ou se a resistência ao desgaste não é tão importante, pode-se usar o aço resistente a impactos S1. Este aço é tenaz e pode suportar impactos.
• Quando é necessária resistência ao desgaste: Se o punção precisar ser mais resistente ao desgaste, use aço D2 ou M2.

Em resumo: a chave para escolher o aço

O cerne deste artigo é a ideia de que diferentes aços são adequados para diferentes situações. A escolha do aço é baseada em necessidades específicas:

• Se o molde ou punção precisa ser duro e de baixo custo, escolha W1 ou W2.
• Se precisar ser usado por muito tempo e tiver alta resistência ao desgaste, escolha D2, M2 ou A2, mas com uma carcaça resistente.
• Se o punção tiver tendência a quebrar, escolha S1.