Seleção de aços-ferramenta para conformação e trefilação
Nos processos de conformação de metais, as matrizes são frequentemente submetidas a pressões de contato extremamente elevadas, altas velocidades de deslizamento e altas temperaturas. A justificativa para a seleção do aço para ferramentas e matrizes é evitar a deformação plástica sob altas tensões e suprimir eficazmente o desgaste adesivo, que é comumente encontrado no processamento de aço inoxidável ou aço avançado de alta resistência (AHSS).
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Recomendações para seleção de materiais
Tratamento de superfície e estabilidade do substrato
Em aplicações de conformação de aços AHSS ou inoxidáveis, tratamentos de superfície PVD ou TD são comumente empregados para suprimir o desgaste adesivo e reduzir o atrito. O desempenho do revestimento depende da capacidade do substrato de suportar a fina camada dura, sendo necessário evitar o "efeito casca de ovo" induzido pela deformação do substrato. Comparado ao D2, o DC53 (8% Cr) se destaca como um substrato superior para revestimento. Ele apresenta propriedades significativas de endurecimento secundário durante o revenido em alta temperatura (500–550 °C), garantindo que o substrato não amoleça durante o processo de revestimento. Mantém consistentemente uma dureza superior a 60 HRC, proporcionando suporte estável para o revestimento sob altas cargas.
Conformação de aço de alta resistência (HSS)
Em comparação com o aço de baixo carbono, a conformação de aços de alta resistência (HSS) e aços de alta resistência avançados (AHSS) envolve pressões e temperaturas de contato extremamente elevadas, aumentando significativamente o risco de desgaste adesivo e deformação da matriz. O aço D2 convencional tem dificuldades para atender a essas condições exigentes devido à sua baixa tenacidade e aos carbonetos eutéticos grosseiros em sua microestrutura, que induzem facilmente o início de trincas. Para aplicações em aços de alta resistência, devem ser selecionados aços produzidos por metalurgia do pó ou o DC53 (aço 8% modificado com cromo). A combinação de alta resistência à compressão e alta tenacidade desses aços reduz a deformação plástica nas matrizes e o risco de lascamento.
Tabela de comparação
| Grau | Resistência irritante | Resistência à compressão | Robustez | Melhor aplicativo |
| D2 (1,2379) | Moderado | Alto | Baixo | Conformação robusta de aços AHSS; substrato para revestimentos PVD/TD; matrizes complexas que exigem alta resistência. |
| DC53 (8% Cr) | Alto | Muito alto | Alto | Conformação de uso geral, matrizes para lotes curtos e tolerâncias menos exigentes. |
| Cr12MoV | Baixo/Moderado | Moderado | Moderado | Conformação para fins gerais; matrizes para lotes curtos; tolerâncias menos exigentes. |
Perguntas frequentes
É necessário um aço que combine alta tenacidade para suportar cargas de impacto e alta dureza para retardar o desgaste das bordas. Essa combinação ajuda a manter ângulos de dobra precisos e a controlar eficazmente o retorno elástico.
Selecione aço ferramenta com baixo coeficiente de atrito e alta resistência à compressão. Essas propriedades evitam o desgaste adesivo e os arranhões superficiais causados pelo contato deslizante de alta pressão durante o processo de estampagem.
Os aços metalúrgicos em pó, como o DC53, são recomendados devido à sua alta resistência à compressão e tenacidade. O aço D2 convencional costuma falhar nessas aplicações porque sua baixa tenacidade pode causar trincas.
O revestimento DC53 apresenta endurecimento secundário significativo, mantendo dureza superior a 60 HRC após têmpera em alta temperatura. Essa estabilidade impede o amolecimento do substrato e o "efeito casca de ovo", proporcionando suporte superior ao revestimento em comparação com o D2.
Os rolos de conformação a frio exigem estabilidade dimensional excepcional para manter tolerâncias precisas. Também precisam de alta resistência ao desgaste para evitar desvios e excelente tenacidade para retardar a falha por fadiga devido a tensões de contato cíclicas.
As matrizes exigem alta resistência ao escoamento para suprimir a deformação plástica e alta resistência à fadiga para reduzir o risco de fissuras. O aço deve suportar cargas internas de alta pressão e forças hidráulicas pulsantes.
O aço D2 é mais adequado para aplicações sujeitas a desgaste abrasivo e matrizes de conformação simples, onde a tenacidade é uma preocupação secundária. Ele oferece alta resistência à compressão, mas possui baixa tenacidade e resistência moderada à abrasão.