Melhoria da Vida Útil de Ferramentas com Tratamento a Vapor para Ferramentas M2, M7 e A6

O que o tratamento a vapor faz

O tratamento a vapor é um revestimento de óxido formado a partir do próprio aço, e não uma camada depositada sobre ele. A ferramenta acabada é mantida em vapor a cerca de 565 °C (1050 °F), e uma camada de óxido negro se forma na superfície, tipicamente com menos de 5 micrômetros (0,2 mil) de espessura. A camada é dura, permanece na ferramenta sob condições de serviço, e é a razão pela qual os valores de vida útil abaixo se alteram.

Matrizes para trabalho a quente alcançam um resultado semelhante por conta própria. Uma camada de óxido negro aderente se forma durante o tratamento térmico, e essa camada resiste à abrasão e retém o lubrificante de matriz na face de trabalho. Se a camada for esmerilhada ou polida após o tratamento térmico, a matriz pode ser reaquecida ao ar a uma temperatura abaixo de sua temperatura final de revenimento para que o óxido se forme novamente.

O mesmo tipo de camada pode ser produzido a partir de sal em vez de vapor. O aquecimento em sais líquidos de hidróxido de sódio e nitrato de sódio por 5 a 20 minutos a cerca de 140 °C (285 °F) também forma uma camada dura de óxido em ferramentas de corte de aço rápido. Ambas as rotas são aplicadas a aços rápidos e a aços ferramenta para trabalho a quente, e ambas são avaliadas pela vida útil que proporcionam.

Ganhos de vida útil em ferramentas de corte

A primeira tabela cobre operações de corte em ferramentas M2, M7 e A6. As operações são trabalhos de produção, não testes de laboratório, e vão desde brochamento e furação até fresamento de engrenagens, fresamento, serragem e roscamento. Os ganhos registrados na fonte variam de pouco menos de duas vezes a vida útil anterior até cerca de seis vezes, com uma entrada relatada como porcentagem de resistência em vez de contagem de peças.

Resultados por ferramenta e material da peça

Fonte, Tool Steels (G. A. Roberts e G. Krauss), Tabela 16-1, Melhorias na vida útil de ferramentas de usinagem devido à oxidação por vapor, página impressa 307. A fonte imprime as três aplicações de furação com M2 em linhas separadas, cada uma com seus próprios valores de vida útil, e apresenta a entrada do hob A6 como ganho percentual sem vida útil de referência. Escrito conforme impresso, incluindo a grafia broachers. Este é um resumo de referência de prática publicada e não uma especificação da Aobo Steel.

Ganhos de vida útil em punções de conformação e matrizes de corte

A segunda tabela é uma família diferente de ferramental. São punções M2 e uma matriz de corte usados na conformação de porcas e parafusos, onde o modo de falha é o desgaste e o engripamento na face de trabalho, e não a quebra da aresta de corte, e a contagem de peças por ferramenta é o único número que a oficina acompanha.

Resultados na conformação de porcas e parafusos

Fonte, Tool Steels (G. A. Roberts e G. Krauss), Tabela 16-2, Efeito da oxidação por vapor na vida útil da ferramenta na conformação de diversas porcas e parafusos de aço carbono, página impressa 307. Na fonte, (a) temperado e triplo revenido e (b) temperado, triplo revenido e tratado por vapor. Todos os punções da tabela são M2. Este é um resumo de referência de prática publicada e não uma especificação da Aobo Steel.

Como as duas tabelas são comparadas

Ambas as tabelas relatam a mesma comparação. Cada ferramenta foi levada à falha na condição que a oficina normalmente usava, depois foi reexecutada após a aplicação da camada de óxido, e as contagens são peças, furos, cortes ou horas por ferramenta entre reafiagens ou substituições. Nada mais foi alterado entre as duas execuções, portanto a diferença nas duas colunas é o efeito do tratamento e não o efeito de uma mudança na velocidade, no avanço ou no material da ferramenta.

Duas entradas exigem cautela antes de serem usadas como valor de planejamento. A entrada do hob A6 é impressa apenas como ganho percentual, portanto não há vida útil de referência para servir de base. A entrada da lâmina de serra M2 é relatada como resistência a uma dada velocidade de superfície, com a própria velocidade mudando entre as duas execuções, o que a torna uma afirmação sobre desempenho na velocidade mais alta e não uma contagem em condições equivalentes.

Dados de referência relacionados

O M2 é o grau que concentra quase todos esses dados. Sua composição, seu tratamento térmico e a dureza que atinge estão em Aço ferramenta M2, e as normas pelas quais é comprado estão listadas em Especificações do aço rápido M2. As ferramentas de corte na primeira tabela são descritas por operação em Aço rápido para ferramentas de corte, fresas de topo e brochas, e os punções e matrizes de corte na segunda tabela ficam com o restante do ferramental de conformação em aço ferramenta para matrizes de conformação, estampagem profunda e dobramento.

Compilado de Tool Steels (G. A. Roberts e G. Krauss), Tabela 16-1 e Tabela 16-2, na página impressa 307, no capítulo de modificação de superfície. Ambas as tabelas foram lidas da imagem da página e verificadas em relação ao texto pesquisável do arquivo. As tabelas são reproduzidas conforme publicadas e são um resumo de referência, e não uma especificação da Aobo Steel, portanto confirme o ciclo de tratamento para o grau e a aplicação antes de inseri-lo em uma folha de processo.