Esta seção explica a importância de selecionar aço para ferramentas para ajudar nossos clientes a escolher o aço certo para diferentes aplicações de ferramentas.
Primeiro, consulte o artigo em nosso blog que explica “What is tool steel." Então, considere como escolher o aço para ferramentas.
Importância da seleção do aço para ferramentas
The first step in selecting a tool steel is to confirm its intended application. For example, a drill is used for drilling holes, so it needs to be wear-resistant and resistant to high temperatures. Another example is a punch, which is used for stamping or shearing; therefore, the material needs to be both wear-resistant and tough (high toughness means it won’t break easily).
Vamos dividir o aço para ferramentas em seis categorias, de acordo com suas aplicações:
- Corte: Aço resistente ao desgaste e ao calor é necessário para brocas e fresas.
- Cisalhamento e puncionamento: Para punções e moldes, o aço de cisalhamento ou puncionamento deve atender aos requisitos de resistência ao desgaste e tenacidade.
- Moldagem: como moldes de plástico, moldes de forjamento e moldes de aço, devem ser fáceis de processar e podem ser polidos suavemente.
- Alongamento e extrusão: como armações de alumínio, barras de aço trefiladas a frio, resistentes ao desgaste e não fáceis de deformar.
- Laminação: Barra redonda de laminação, placa plana, resistente ao desgaste e ao calor.
- Diversos: martelar, limar e raspar, com necessidades específicas para cada aplicação.
Características de desempenho do aço para ferramentas
Dividimos as propriedades do aço para ferramentas em propriedades primárias e secundárias:
Propriedades primárias
Estas são as principais características do aço:
- Resistência ao Desgaste: Capacidade do aço de resistir ao desgaste. Por exemplo, ferramentas de corte devem permanecer afiadas por um longo período.
- Resistência: O aço resiste à fratura. Por exemplo, o punção precisa suportar o impacto.
- Resistência ao calor: O aço também mantém seu desempenho em altas temperaturas. Por exemplo, brocas de alta velocidade são afetadas pelo calor do atrito.
A dureza também é um ponto muito importante, mas não é uma propriedade da natureza. Ela precisa do tratamento térmico adequado para se ajustar. Quanto maior a dureza, menos deformável ela é, tornando-a adequada para altas pressões.
Propriedades secundárias
Estas são características que afetam o processo de fabricação de ferramentas:
- Machinability: The material can be easily machined into the desired tool shape.
- Moabilidade: Quão facilmente o aço pode ser retificado (polido).
- Polibilidade: se o material pode ser polido suavemente, como moldes de plástico que precisam de uma superfície lisa.
- Segurança no tratamento térmico: O tratamento térmico do aço pode aumentar sua suscetibilidade a rachaduras.
- Distorção no tratamento térmico: O formato do material após o tratamento térmico muda muito.
- Faixa de tratamento térmico: A faixa de temperaturas de tratamento térmico que o aço pode aceitar.
- Disponibilidade: Este material não está prontamente disponível no mercado.
- Preço: o custo não é alto, é claro.
Compensações na seleção de aço para ferramentas
Ao escolher um aço para ferramentas, há uma compensação entre propriedades: aumentar a resistência ao desgaste e ao calor geralmente diminui a tenacidade, enquanto aumentar a tenacidade pode deteriorar a resistência ao desgaste e ao calor.
Por exemplo, um punção que precisa ser resistente ao desgaste pode ser feito de aço A2, mas este não é suficientemente tenaz e é propenso a trincas. Se trocássemos para o aço S7, que tem maior tenacidade e é menos propenso a deformações durante o tratamento térmico, a resistência ao desgaste seria pior do que a do A2.
É por isso que dizemos que nenhum aço é perfeito para todas as necessidades. Dependendo da aplicação, a melhor combinação de propriedades primárias e secundárias é importante.
Primeiro passo na seleção de aços para ferramentas
A tabela a seguir serve como um guia preliminar para a seleção de aço para ferramentas. Simplificando, ela auxilia engenheiros e clientes a escolher sistematicamente o aço para ferramentas mais adequado para cenários de aplicação específicos. Primeiro, determine a função da ferramenta — se é para "Corte", "Cisalhamento" ou "Conformação". Em seguida, examine as condições específicas de trabalho, como se envolve "Cortes leves, baixas velocidades" ou "Cortes pesados, altas velocidades". Por fim, a tabela indica as principais propriedades que o aço para ferramentas selecionado deve possuir nessas condições, juntamente com faixas específicas de desempenho. Por exemplo, "Resistência ao desgaste" deve atingir os graus 4 a 8, enquanto "Tensão" deve atingir os graus 1 a 3. Isso torna o processo de seleção de materiais mais científico e preciso, evitando escolhas incorretas baseadas apenas na experiência. Isso serve como uma ferramenta de referência inestimável, permitindo que os usuários identifiquem rapidamente as especificações de desempenho necessárias para a seleção do aço.
| Estas são as principais características necessárias no aço para ferramentas: | E essas pequenas características podem ser necessárias: | Nestas condições: | Essas propriedades principais(a) devem ser procuradas | |||
| Se a ferramenta: | Resistência ao desgaste | Robustez | Dureza quente | |||
| Cortes | Resistência ao desgaste e resistência ao efeito de amolecimento do calor | Moabilidade e tenacidade | Cortes leves, velocidades lentas | 4-8 | 1-3 | 1-6 |
| Cortes pesados, velocidades rápidas | 7-9 | 1-3 | 8-9 | |||
| Tesouras | Resistência ao desgaste e tenacidade | Segurança no endurecimento e ligeira distorção no endurecimento | Estoque fino, tiragens curtas | 4-6 | 1-7 | (b) |
| Estoque fino, tiragens longas | 6-9 | 1-7 | (b) | |||
| Estoque pesado, tiragens curtas | 2-4 | 7-9 | (b) | |||
| Estoque pesado, tiragens longas | 3-5 | 7-9 | (b) | |||
| Formulários | Resistência ao desgaste | Usinabilidade e tenacidade | Corridas curtas e frias | 4-6 | 1-7 | (b) |
| Corridas longas e frias | 7-9 | 1-4 | (b) | |||
| Corridas curtas e quentes | 3-6 | 6-9 | 5-7 | |||
| Corridas longas e quentes | 4-6 | 6-9 | 7-9 | |||
| Empates | Resistência ao desgaste | Ligeira distorção no endurecimento | Corridas curtas | 4-6 | 1-7 | (b) (b) |
| Corridas longas | 7-9 | 1-4 | ||||
| Extrudados | Resistência ao efeito de amolecimento do calor, tenacidade e resistência ao desgaste | … | Frio | 4-9 | 1-7 | (b) 5-7 |
| Quente | 3-6 | 6-9 | ||||
| Rolos | Resistência ao desgaste | … | Corridas curtas | 4-6 | 1-7 | (b) |
| Corridas longas | 7-9 | 1-4 | (b) | |||
| Batedores | Robustez | Resistência ao desgaste | Corridas curtas | 2-4 | 7-9 | (b) |
Comparador de aço para ferramentas e matrizes
Guia de seleção de aço para ferramentas
| Aplicativo | Em geral | Melhor |
| Bigorna | S5, S7 | |
| Caramanchões | O1, O6, A2, D2 | |
| Ferramentas de bater (frio) | S5 | S7 |
| Ferramentas de ferreiro | S5 | S7 |
| Ferramentas para caldeiraria | S5 | S7 |
| Alicate de corte de parafuso | A2 | S5 |
| Ferramentas chatas | M2 | |
| Morre o freio | 4140 HT | A2 |
| Brochas - metalurgia | M2 | M4 |
| Ferramentas de polimento | A2, D2 | M2 |
| Cinzéis | ||
| Ferreiro | S5 | S7 |
| Lascamento | S5 | S7 |
| Trabalho a frio | S5 | S7 |
| Gravação | S5 | T1 |
| Corte de arquivo | D2 | M2 |
| Mão | S5 | S7 |
| Trabalho a quente | S7 | M2 |
| Mandíbulas de Chuck | S5 | S7 |
| Peças de embreagem | S5 | S7 |
| Pinças | O1 | S5, S7 |
| Rompedores de concreto | S5 | |
| Cortadores | ||
| Ferramentas de formulário | M2 | M4 |
| Fresagem | M2 | |
| Papel | D2 | M2, M4 |
| Cano | S5, S7 | M2 |
| Fio | M2 | M4 |
| Marcenaria | O1 | M2 |
| Ferramentas de corte | ||
| Frio | H13 | M2 |
| Quente | H13, H21 | M2 |
| Morre | ||
| Dobrando | O1, O6 | A2, D2 |
| Blanking (frio) | O1, O6 | A2, D2 |
| Supressão (quente) | H13, S7 | H21 |
| Freio | 4140 HT | A2 |
| Cunhagem | O1 | A2, D2 |
| Cabeça fria | A2, D2 | M2 |
| Fundição sob pressão | H13 | |
| Fundição sob pressão (latão) | H13 | H2 |
| Gravação em relevo | A2 | D2 |
| Extrusão (a frio) | D2 | M2 |
| Extrusão (quente) | ||
| Alumínio | H13 | |
| Cobre e latão | H21 | |
| Forjamento (a quente) | H13, S7 | H21, H43 |
| Formação (frio) | O1 | A2, D2 |
| Formando (quente) | H13, S7 | H21 |
| Pinça (fria) | O1, S7 | A2, D2 |
| Pinça (quente) | S7, H13 | H21 |
| Laminação | A2 | D2, M2 |
| Estampagem (frio) | S7 | D2 |
| Estampagem (quente) | H13, S7 | H21 |
| Rolo de linha | D2 | M2 |
| Aparar (frio) | O1, A2 | D2 |
| Aparar (quente) | S7, H13 | H21 |
| Trefilação | D2 | M4 |
| Brocas | ||
| Plano, pá | M2 | |
| Torção | M2 | |
| Buchas de perfuração | S5 | |
| Rolos de acionamento | D2 | D7 |
| Blocos fictícios | ||
| Extrusão a quente | H13 | H21 |
| Fresas de topo | M2 | |
| Medidores | A2 | D2 |
| Fogões | ||
| Corte | M2 | T1 |
| Mestre | S7 | A2, D2 |
| Facas | ||
| Picador | A2, A8 | D2, M2 |
| Papel | D2 | M2 |
| Rotativo | A8 | D2 |
| Cisalhamento (frio) | A2, D2 | S7 |
| Cisalhamento (quente) | H13, S7 | H21 |
| Marcenaria | A2, D2 | M2, 440 Aço Inoxidável |
| Torno | ||
| Centros | A2 | D2 |
| Ferramentas | M2 | M42 |
| Mandris | ||
| Trabalho a frio | O1, A2 | D2 |
| Extrusão a quente | H13, S7 | H21 |
| Moldes | ||
| Plástico | A2, H13, 420, S7 | |
| Ferramentas de plaina | M2 | |
| Medidores de plugue | A2 | D2 |
| Ferramentas pneumáticas | S5 | S7 |
| Punções | ||
| Centro | S5 | S7 |
| Extrusão a frio | A2 | D2, M2 |
| Cabeça fria | S7, A2, D2, M2 | D2, M2 |
| Empate | A2, D2, M2 | |
| Trabalho a quente | S7, H13, M2 | |
| Piercing | A2, S7 | |
| Aparar | S5, S7 | A2, D2 |
| Alargadores | M2 | |
| Rolos | ||
| Formando | O1, A2 | D2, D7 |
| Costura | O1, A2 | D2, D7 |
| Pontas de chave de fenda | S5 | |
| Ferramentas de modelagem | M2 | |
| Lâminas de tesoura | ||
| Frio (medidor de luz) | A2 | D2 |
| Frio (calibre pesado) | S5 | S7 |
| Quente | S7, A8 | |
| Selos | ||
| Frio | S5 | |
| Quente | S7 | |
| Torneiras | O1 | M2 |
Exemplo de seleção de aço para ferramentas
When stamping 3/8-inch thick steel plates with A2 steel, the problem of edge cracking may stem from its lack of toughness. Although A2 steel has good wear resistance, it appears weak when subjected to impact. To address this issue, consider selecting the more ductile L6, A8, S1Aços S5, S5 ou S7. O aço S7 pode ser superior devido à sua segurança no tratamento térmico e baixa distorção. No entanto, a desvantagem é que o aço S7 tem menor resistência ao desgaste em comparação com o aço A2, o que pode levar a um desgaste mais rápido. É um nome complicado. Portanto, na prática, nenhum aço 100% é perfeitamente adequado para todas as situações e deve ser selecionado com base na aplicação.
Outras considerações
Além de selecionar o aço para ferramentas, é importante considerar se o projeto da ferramenta é adequado. Deixe-me dar um exemplo para verificar se o formato do punção é adequado. O processo de tratamento térmico está correto e as temperaturas e os tempos afetam o desempenho? Se a ferramenta é usada e mantida corretamente, e se recebe manutenção adequada. Além do aço para ferramentas, considere materiais como aços martensíticos envelhecidos, carbonetos com juntas de aço e ligas de cobre-berílio. A simples substituição do aço não resolverá necessariamente o problema; um exame e uma análise completos são necessários.
Para resumir
A seleção do aço para ferramentas visa atingir o menor custo por produto ou o menor número de problemas de produção com o aço para ferramentas mais adequado. No entanto, o aço para ferramentas não é uma panaceia e não se pode esperar que nunca se quebre. Ao selecionar o aço, é preciso considerar uma combinação de uso, desempenho e custo, e a comunicação completa com o fornecedor do aço, o fabricante da ferramenta e o especialista em tratamento térmico é muito importante. Entre em contato conosco. Nossa empresa oferece os aços para ferramentas mais comuns do mercado. Para mais informações, clique em aços para ferramentas.