Análise e Prevenção de Falhas em Ferramentas e Matrizes
Uma ferramenta ou matriz passa por projeto, seleção de grau, fabricação do aço, usinagem, tratamento térmico, retificação e serviço, e uma falha em qualquer uma dessas etapas pode encerrar sua vida prematuramente. Esta página apresenta as causas sob as quais a fonte agrupa as falhas de ferramentas e matrizes, as etapas de exame que as separam e as evidências medidas dos estudos de caso por trás do artigo.
A cadeia que produz uma ferramenta ou matriz
A fonte agrupa as causas de falha de ferramentas e matrizes nos fatores abaixo e observa que os fatores são interdependentes. Uma etapa mal executada limita a vida da ferramenta, não importa quão bem as outras etapas sejam feitas, e é por isso que a análise de uma falha tantas vezes termina uma etapa antes da falha óbvia.
| Estágio | O que ela precisa entregar | Como se manifesta quando falha |
|---|---|---|
| Projeto mecânico | Precisa adequar-se ao grau, à forma como a ferramenta é fabricada e à forma como é usada. Cantos vivos e mudanças extremas na massa da seção são os dois defeitos de projeto simples por trás da maior parte das falhas de ferramentas e matrizes. | Trincas que começam em um canto ou em um degrau no tamanho da seção, às vezes durante a têmpera, às vezes em serviço. |
| Seleção de grau | Precisa adequar-se ao projeto, à usinagem, ao tratamento térmico e às condições de serviço. Tenacidade e resistência ao desgaste são trocadas entre si, e a maioria das ferramentas se sai melhor desgastando-se do que quebrando prematuramente. | Quebra em uma ferramenta que nunca teve chance de se desgastar, ou desgaste rápido em uma ferramenta escolhida apenas pela tenacidade. |
| Qualidade do aço | Precisa ser macroestruturalmente sadio, livre de inclusões prejudiciais e livre de defeitos superficiais prejudiciais no nível que o trabalho exige. | Trincas que remontam a uma dobra, uma sobreposição, flocos de hidrogênio, um centro não consolidado ou uma faixa de carbonetos. |
| Machining | Precisa deixar a microestrutura superficial, o acabamento superficial e o estado de tensões residuais adequados para o tratamento térmico. | Trincas de têmpera localizadas por marcas grosseiras de ferramenta, camadas refundidas por EDM que lascam, tensões de usinagem que se somam à têmpera. |
| o tratamento térmico | Precisa entregar a microestrutura, a dureza e a tenacidade pretendidas na superfície e no núcleo. O tratamento térmico inadequado é a maior fonte isolada de falhas durante o tratamento e depois dele. | Peças não revenidas, estruturas superaustenitizadas, camadas descarbonetadas ou supercarbonetadas, camadas endurecidas superficiais rasas, pontos moles, superfícies queimadas. |
| Retificação e acabamento | Precisa deixar a integridade superficial intacta. Danos de retificação são muito mais prováveis quando a peça não foi revenida adequadamente ou foi superaustenitizada. | Queimadura de retificação, pontos brancos reendurecidos sobre uma camada revenida, trincas que aparecem após a retificação final ou após a retificação. |
| Montagem de ferramentas e matrizes | Precisa alinhar-se com precisão para que as tensões de trabalho permaneçam uniformes em toda a ferramenta. | Desgaste irregular em um lado, trincas em uma borda, fadiga que começa em um contato desalinhado. |
| Operação de ferramentas e matrizes | Precisa permanecer dentro da carga, temperatura e lubrificação para as quais a ferramenta foi construída. | Sobrecarga, calor de atrito, fissuração térmica, desgaste por lavagem, erosão, fadiga precoce. |
Fonte: ASM Handbook, Vol. 11, Failure Analysis and Prevention (ASM International), artigo Failures of Tools and Dies. As faixas de dureza citadas nesta página vêm do mesmo artigo, 58 a 68 HRC para a maioria das ferramentas e matrizes e 30 a 55 HRC para moldes de plástico e matrizes de trabalho a quente.
- Ferramentas e matrizes são usadas com dureza mais alta do que quase qualquer outro produto de aço, e é por isso que um pequeno defeito de processamento tem um grande efeito. O mesmo artigo aponta os dois defeitos de projeto mais comuns como cantos vivos e mudanças extremas na massa da seção, e recomenda o maior raio de concordância que o projeto permitir. Graus de endurecimento ao ar toleram um canto vivo melhor do que graus de têmpera em líquido.
- Uma peça que falha prematuramente geralmente carrega mais de um problema. Vários fatores contribuintes em graus variados é o achado normal, então o objetivo da análise é o quadro completo, e não o primeiro defeito encontrado.
O que o exame estabelece
A fonte apresenta uma sequência para trabalhar uma falha de ferramenta ou matriz. Cada etapa abaixo resolve uma questão.
| Etapa | O que ela resolve |
|---|---|
| Compilar o histórico | Rota de fabricação, registro de tratamento térmico e vida em serviço. Onde o registro é escasso, o analista precisa trabalhar com experiência e julgamento de engenharia. |
| Examinar, medir, fotografar | Documentar a extensão e a localização do dano antes de cortar qualquer coisa. Defeitos de projeto e problemas de usinagem geralmente são visíveis nessa etapa. |
| Exame não destrutivo | Inspeção por ultrassom, raio-x ou partículas magnéticas antes do seccionamento, para que o quadro interno fique registrado antes de a peça ser aberta. |
| Verificar a composição | Falhas de ferramentas e matrizes ocasionalmente vêm do uso do grau de aço errado, então a análise começa confirmando do que a peça é feita. |
| Abrir as trincas e interpretá-las | O trincamento de têmpera é uma causa muito comum, então as superfícies de fratura são verificadas quanto à cor de revenimento. Carepa na parede de uma trinca significa que a trinca estava aberta a uma temperatura acima da temperatura de revenimento. |
| Levantamento de dureza | Confirma a qualidade do tratamento térmico e frequentemente expõe o problema por si só. Leituras de superfície e de interior são feitas separadamente. |
| Exame macroestrutural | Ataque a frio com ácido nítrico aquoso a 10 por cento, ou ataque a quente, revela profundidade de resfriamento, descarbonetação, camadas carbonetadas, queimadura de retificação e padrões térmicos de serviço. |
| Tamanho de grão e austenita retida | O tamanho de grão austenítico prévio é frequentemente lido pelo método de fratura Shepherd, e austenita retida é medido por difração de raios X. Ambos separam uma peça superaustenitizada de uma tratada corretamente. |
| Microestrutura, no dano e longe dele | Necessária na origem e no metal não afetado, o que exige preparação com retenção de borda. Um estereomicroscópio resolve a maioria dos casos, e fractografia de alto aumento só é necessária em uma pequena parte deles. |
| Comparar e simular | Peças boas são comparadas com peças falhadas, e uma simulação ou um tratamento térmico experimental pode confirmar se uma peça foi revenida ou como uma estrutura foi produzida. |
Fonte: ASM Handbook, Vol. 11, a seção de abordagem analítica de Failures of Tools and Dies. A ordem importa, porque o trabalho destrutivo encerra o exame visual e não destrutivo que precisa vir primeiro.
Falhas que começam no tratamento térmico
O tratamento térmico inadequado é a maior fonte isolada de falhas de ferramentas e matrizes, durante o próprio tratamento e nas etapas seguintes. As linhas abaixo relacionam a condição com a evidência medida na fonte e a prática que a evita.
| Condição | O que o exame encontrou | Como é evitado |
|---|---|---|
| Revenimento omitido | Duas matrizes D2 de 2,25 x 2,375 x 1,125 in. trincaram na retificação de acabamento. O interior apresentou 63 a 64 HRC, típico do D2 como temperado, e a superfície queimada havia sido revenida de volta para 55 a 58 HRC. O responsável pelo tratamento térmico havia parado após a dureza como temperado corresponder ao desenho. | Mova a peça para o forno de revenimento assim que atingir cerca de 150 °F (65 °C). Faça revenimento duas ou três vezes nos graus altamente ligados. A dureza como temperada também pode apresentar leitura baixa em uma superfície descarbonetada, e retificar um ponto para testá-la pode iniciar uma trinca. |
| Austenitização excessiva | Uma ferramenta de desbaste M2 trincou durante a têmpera com um filme pesado de carboneto nos contornos de grão, martensita em placas grosseira e austenita retida instável, com tamanho de grão pelo intercepto de Snyder-Graff de 4,5, que é ASTM 7 e grosseiro para o grau. Um anel forjado O1 apresentou 61 a 62 HRC com austenita retida presente, e o resfriamento de uma seção em nitrogênio líquido o levou a 64 a 65 HRC. | Mantenha a faixa de temperatura de austenitização para o grau e não misture graus de diferentes temperaturas recomendadas em uma mesma carga de forno. Os carbonetos não dissolvidos controlam o crescimento de grão, e uma temperatura mais alta coloca mais carbono em solução. |
| Superfície descarbonetada | Uma matriz de corte A2 com cromagem trincou em serviço sobre uma camada descarbonetada de cerca de 0,002 in. (0,05 mm) de profundidade, o que permitiu que a camada frágil flexionasse. Um anel forjado O1 descarbonetado a cerca de 0,020 in. (0,5 mm) trincou durante a têmpera, com uma pele a 55 a 57 HRC que permaneceu 55 a 57 mesmo após o núcleo ser refrigerado. | Controle a atmosfera do forno, remova o sobremetal de usinagem padrão dos produtos laminados antes do tratamento térmico e especifique material livre de descarbonetação onde a superfície de trabalho não será limpa posteriormente. |
| Cementação além da camada pretendida | Um molde P20 de 8 x 8 x 1,375 in. saiu de um ciclo de cementação e retêmpera com uma camada de ataque escuro de cerca de 1/8 in. (3,2 mm) de espessura, trincas de 0,070 e 0,113 in. de profundidade, e 1,96 por cento de carbono nos 0,010 in. (0,25 mm) externos. Um punção S7 foi levado a 2,94 por cento de carbono nos 0,005 in. externos e apresentou 63 a 64 HRC na superfície, caindo para 55 HRC a uma polegada de profundidade e 53 HRC no centro. | Controle o ciclo, use cementação líquida onde a camada tiver que permanecer fina, e verifique se o grau pode ser cementado levemente. O S7 é difícil de cementar para uma camada fina, e o punção teria sido melhor fabricado em outro grau. |
| Têmpera que não atingiu a superfície de trabalho | Uma matriz de cabeçote W1 de 1,5 in. de diâmetro e 2,5 in. de comprimento lascou na face de impacto. A macrogravação mostrou uma zona de resfriamento superficial que não conseguia sustentar a aresta, e os cantos vivos da cavidade da face de impacto concentraram a tensão. Uma matriz de conformação de arame W1 quebrou em serviço com um furo que nunca endureceu, a 35 a 38 HRC na única região de canto que recebeu a têmpera e 29 a 30 HRC nas demais. | Têmpera por lavagem através de um furo é uma forma ruim de endurecer uma superfície de trabalho. Use um procedimento que produza a camada na superfície com a qual a ferramenta realmente trabalha, e arredonde ou faça raios nos cantos. |
| Pontos moles provenientes da têmpera | Um componente W2 com 1,05 por cento de carbono trincou na têmpera, e a gravação a frio revelou manchas não endurecidas na superfície. Dispositivos de fixação, tenazes, agitação inadequada e bolsas de vapor deixam esses pontos moles. | Apoie a peça de modo que o contato não crie um resfriamento, agite o meio de têmpera e mantenha o banho limpo. Os pontos moles importam mais em graus temperados em água e salmoura. |
| Queima e fusão | Um componente de matriz D2 de metalurgia do pó fundiu e deformou por impacto de chama durante o tratamento térmico. Uma peça M2 saiu da têmpera com uma superfície ondulada de uma camada refundida, com carbono enriquecido a 1,28 por cento nos 0,005 in. externos, o que baixou o ponto de fusão da pele. | Os aços rápidos são os mais expostos porque suas temperaturas de austenitização são muito mais altas que as do restante da família dos aços para ferramentas. Mantenha a peça fora de trajetos diretos de chama e controle a atmosfera do forno. |
| Aço rápido retemperado sem recozimento | Um segundo tratamento de têmpera sem recozimento intermediário produz crescimento rápido de grão na alta temperatura de austenitização, e a fratura assume uma aparência brilhante, grosseira, em escamas de peixe, devido ao grão grosseiro. | Sempre recoza uma peça de aço rápido antes de retemperá-la. Os carbonetos finos que resistem ao crescimento de grão são produzidos pelo recozimento e desaparecem após a primeira têmpera. |
| Uma camada pesada de nitreto branco | Uma castanha de placa 4150 endurecida e revenida antes da nitretação quebrou com uma camada frágil de nitreto de ferro branco na superfície, presente também como filme nos contornos de grão ao redor dos grãos logo abaixo dela. A trinca seguiu esse filme. | Controle o potencial de nitretação para que a camada de compostos permaneça fina e contínua, e lembre-se de que uma camada nitretada é frágil onde é espessa. A mesma camada se forma em peças de aço para ferramentas que são nitretadas. |
Fonte: ASM Handbook, Vol. 11, Failures of Tools and Dies, casos ilustrados nas Figuras 10 a 33 da digitalização. Os valores de dureza são conforme medidos nos casos relatados.
- Dois padrões de falha se repetem nos casos. Uma ferramenta que não foi revenida geralmente falha na operação seguinte, qualquer que seja essa operação, e uma ferramenta que foi austenitizada em excesso geralmente falha onde está a austenita retida. Ambos deixam uma assinatura que um levantamento de dureza e uma micrografia podem ler.
- Vale a pena medir a austenita retida em qualquer peça que tenha que manter dimensão ou que trincou sem uma sobrecarga óbvia. A quantidade que cada reação move uma dimensão, e a forma de planejar em torno disso, está apresentada na página de variação dimensional no tratamento térmico.
- Onde a peça falhada saiu de um ciclo de forno que ainda não foi resolvido, o tabela de solução de problemas de tratamento térmico aborda o mesmo problema a partir do sintoma.
Danos de usinagem, EDM e retificação
Problemas de usinagem são uma causa comum de falha de ferramentas e matrizes. O defeito geralmente parece menor no chão de fábrica e se manifesta como uma trinca na têmpera ou como lascamento em serviço.
| Operação e defeito | Evidência medida | Regra para a oficina |
|---|---|---|
| Camada refundida por EDM | Quatro furos de 1/8 in. erodidos por faísca em uma placa de copo de primer A4 lascaram durante a retificação de furo de precisão. A pilha de camadas apresentou 35,5 HRC na pele como fundida, 63,5 HRC na martensita como temperada abaixo dela, 56 HRC na zona revenida de volta, e 59 a 61 HRC no metal base. | Esmerilhe ou retifique a superfície da cavidade após a EDM e, em seguida, faça o revenimento. Deixar as camadas de fundição e de têmpera no lugar é uma causa comum de lascamento de arestas antes mesmo de a ferramenta entrar em operação. |
| EDM em uma cavidade de molde | Uma matriz de molde de plástico S7 foi encontrada trincada antes do uso, com uma trinca seguindo o contorno de um dente de engrenagem rebaixado até uma profundidade média de 1/16 in. (1,6 mm). O ataque químico mostrou uma borda clara nos dentes, e a seção apresentava uma pele de martensita como temperada sobre um núcleo grosseiramente superaustenitizado, de modo que tanto a camada de EDM quanto o tratamento térmico estavam errados. | Remova a camada danificada e verifique o tratamento térmico da mesma peça. Onde os dois defeitos estão juntos, a correção apenas da superfície não salvará a matriz. |
| Rachaduras de moagem | Uma matriz de corte S1 de 1,25 x 6 x 15 in. que havia sido cementada para 62 a 64 HRC trincou e lascou durante a retificação, com o padrão de queimadura visível ao lado das trincas. Duas peças A6 devidamente endurecidas para 57 HRC se estilhaçaram na retificação de acabamento, com uma dureza superficial que variava entre 48 e 56 HRC, pontos brancos reendurecidos com cerca de 0,003 in. (0,08 mm) de profundidade e uma zona revenida de fundo com cerca de 0,015 in. (0,38 mm) de profundidade. | Trate a retificação como uma operação de tratamento térmico. Passes suaves, rebolos de corte livre, refrigerante suficiente e uma peça que foi revenida corretamente é toda a receita. |
| Marcas de usinagem grosseira | Um punção de S7 trincou durante a têmpera em óleo a 540 °C (1000 °F) seguida de resfriamento ao ar, com as trincas localizadas por marcas de ferramenta muito grosseiras e cor de revenimento nas paredes das trincas. Um acabamento retificado apresenta muito menos risco do que um trabalhado. | Acabamento das superfícies tensionadas em geometria lisa antes da têmpera. Marcas de corte são concentradores de tensão com o mesmo efeito de um pequeno raio. |
| Marcas de identificação e de estampagem | Uma matriz de endurecimento ao ar S7 trincou durante a têmpera a partir de uma marca de estampagem profunda e afiada, e a matriz não havia sido revenida, a 61,5 a 62 HRC com uma pele levemente descarbonetada a 59 a 60 HRC. Uma cabeça de marreta S5 trincou a partir de uma superfície descarbonetada e de uma marca de estampagem profunda em conjunto. | Mantenha as estampagens longe de seções tensionadas e fora dos raios de concordância, estampe superficialmente e arredonde as bordas, ou marque em uma face que será removida posteriormente. |
Fonte: ASM Handbook, Vol. 11, Failures of Tools and Dies, a seção de usinagem e retificação de acabamento, Figuras 4 a 12 da digitalização.
- A camada de EDM é a mais repetível desses números na literatura, e a correção é padrão. Remova as camadas refundidas e como temperadas, depois faça o revenimento da superfície, porque uma superfície erodida por faísca carrega um gradiente de dureza em uma distância muito curta.
- A camada branca, sua profundidade em diferentes graus e como lidar com ela, é trabalhada no artigo sobre camada branca de EDM.
- Onde o próprio tratamento térmico está em dúvida, o padrão de erros que produz uma peça frágil como temperada está reunido na página de erros de tratamento térmico do D2.
Defeitos de qualidade do aço que chegam à bancada
Material defeituoso causa uma pequena parcela das falhas de ferramentas e matrizes, e é a parcela sobre a qual um comprador pode agir antes de o aço ser cortado. Os defeitos abaixo são todos visíveis na ferramenta acabada apenas se alguém os procurar.
| Defeito | Como se parece | Onde é detectado |
|---|---|---|
| Costuras e dobras | Uma mola helicoidal H12 trincou após o tratamento térmico porque uma costura estreita sobreviveu à retificação sem centros e se abriu durante a têmpera. Um anel forjado A8 trincou após forjamento e recozimento com carepa nas paredes da trinca até 1/2 in. (13 mm) abaixo da superfície, e o ataque alcalino com cromato mostrou enriquecimento de oxigênio, prova de que o defeito estava aberto enquanto quente. | Condição superficial e uma verificação por partículas magnéticas ou líquido penetrante em barras que serão temperadas com dureza elevada. Costuras que permanecem na peça não permanecem silenciosas. |
| Flocos de hidrogênio | Uma matriz O1 trincou durante o tratamento térmico. As trincas abertas mostraram facetas brilhantes grosseiras, as trincas corriam longitudinalmente e situavam-se no centro da seção, e as superficiais apresentavam cor de revenimento enquanto as mais profundas não. | Desgaseificação a vácuo na usina, e dimensões de seção que permitam ao hidrogênio difundir para fora. Este é um defeito de fabricação do aço, então a resposta está no pedido de compra e não na ferramentaria. |
| Centro não consolidado | Um inserto de matriz W2 cortado de um tarugo de 6 x 10 in. trincou durante o reendurecimento, e a origem situava-se no centro da seção. O ataque com ácido quente revelou uma condição de linha central insalubre. | Onde uma seção grande recebe redução a quente limitada, o centro da barra merece uma verificação ultrassônica. Três dessas falhas apareceram em um estudo de 20 anos de falhas de ferramentas. |
| Segregação e bandeamento de carbonetos | A borda do flange de um rolo torneado de barra D2 de 9 in. de diâmetro lascou no primeiro uso, com distribuição e morfologia de carbonetos ruins e um tamanho de grão de ASTM 6,75. Uma matriz de corte de 2,75 in. em A2 lascou na aresta de corte onde uma faixa de carbonetos intersectava o perfil. | Solicite que a distribuição de carbonetos seja controlada em barras de alta liga, especialmente para arestas e rolos. Onde uma faixa está no lugar errado, o grau é o problema, não o tratamento térmico. |
| Superaquecimento durante o trabalho a quente | Um revestimento forjado H12 voltou com ductilidade à tração ruim, uma fratura de tração grosseira e um tamanho de grão mais grosseiro que ASTM 1, de uma temperatura de forjamento alta o suficiente para levar a maioria dos sulfetos para a solução. | Redução a quente pesada pode reparar a maior parte desse dano, redução limitada não. Um ensaio de fratura grosseira em uma peça forjada é uma verificação barata da barra antes de a ferramenta ser cortada dela. |
Fonte: ASM Handbook, Vol. 11, Failures of Tools and Dies, a seção sobre a influência da qualidade do aço, Figuras 34 a 42 da digitalização.
- O sobremetal de usinagem em barras laminadas a quente existe em parte por esse motivo. Os casos acima incluem um pino e um came feitos de S5 cuja casca de laminação nunca foi removida, ambos fortemente descarbonetados e fraturando precocemente em serviço, onde material livre de descarbonetação era a resposta. Os sobremetais estão tabelados no Tabela de sobremetal para usinagem.
- Certificado, relatório de ensaio e as verificações que vinculam um lote entregue de volta à usina estão apresentados no página de verificação de qualidade.
Condições de serviço que desgastam uma boa ferramenta
Uma ferramenta feita do grau correto, bem projetada, corretamente usinada e adequadamente tratada termicamente ainda pode falhar precocemente por causa de como foi montada e operada. Nesses casos, o chão de fábrica tem a resposta, e o exame apenas mostra que nada mais estava errado.
| Condição de serviço | Evidência do caso | Qual é geralmente a resposta |
|---|---|---|
| Calor de atrito na aresta de trabalho | Duas facas de cisalhamento de H13 usadas para agarrar barra laminada a quente a 1500 a 1800 °F (815 a 980 °C) sofreram lascamento na aresta de garra, e a ponta apresentou martensita recém-formada a 59 a 60 HRC. Uma lâmina de corte S7 de 5 in. de largura mostrou faixas de ataque escuro ao longo da aresta de trabalho após reafiação, devido ao calor de atrito que reveniu o aço. | Resfriamento entre operações, e um grau que mantém a dureza na temperatura de trabalho. O calor de atrito pode colocar a superfície acima da temperatura de austenitização enquanto o núcleo permanece frio. |
| Desgaste severo com folga inadequada | Uma matriz de têmpera ao ar com diâmetro externo de 3,625 in. apresentou fissuras e erosão com marcas de arranhão verticais que indicavam um problema de folga, e o atrito reaustenitizou parte da superfície em martensita frágil como temperada. | Verifique a folga antes de culpar o aço. A matriz neste caso foi usinada e tratada termicamente de forma adequada, e o abuso estava na prensa. |
| Danos em serviço de trabalho a quente | ||
| Fissuração térmica e wash-out | Um bloco de canal em um aço proprietário para trabalho a quente produziu mais de 100.000 tampas de caixa de transmissão de alumínio antes que a superfície apresentasse fissuração térmica em uma área e wash-out em outra. Matrizes de fundição de zinco erodem em preferência à fissuração térmica porque a temperatura de serviço é mais baixa, e um bico de fundição de zinco em H13 apresentou um sulco de cerca de 3 in. de comprimento e 1/16 in. de largura com zinco penetrando na trinca. | Fissuração térmica é uma rede de fadiga térmica causada por aquecimento e resfriamento alternados. O resfriamento com água em aços suscetíveis agrava o problema. A erosão é uma questão de fluxo e de liga, e um furo desalinhado trabalhando contra o bico injetor neste caso. |
| Fadiga que começa em fissuras térmicas | Um punção de válvula de escape em H26 se dividiu longitudinalmente após 1.007 peças. As faces de fratura mostraram crescimento progressivo de trinca, a face de trabalho apresentava fissuração térmica, e as fissuras térmicas foram os sítios de iniciação. As superfícies foram nitretadas após o tratamento térmico. | Fissuras térmicas são trincas. Onde a ferramenta também sofre carga cíclica de flexão, elas se tornam a origem de uma falha por fadiga e a ferramenta precisa de uma mudança de grau ou de resfriamento, e não de um reparo. |
| Descarbonetação durante o serviço | Um mandril em H13 de 5,3125 in. usado para perfurar e extrudar latão trincou após 298 empuxos, cerca de 30 por cento de sua vida esperada. A macrogravação mostrou uma superfície fortemente descarbonetada, e a descarbonetação ocorreu em serviço. | Uma atmosfera redutora ou protetora só ajuda no forno. Onde a ferramenta trabalha ao ar em temperatura, a química da superfície se altera de qualquer forma e a vida útil deve ser planejada para isso. |
Fonte: ASM Handbook, Vol. 11, Failures of Tools and Dies, seção sobre a influência das condições de serviço, Figuras 43 a 51 do escaneamento.
- Problemas de alinhamento são citados na fonte como uma causa comum de falha em ferramentas de cisalhamento, e falhas por fadiga em ferramentas geralmente começam em uma mudança de tamanho de seção, um canto vivo ou uma marca de estampo.
- A fissuração térmica é abordada do ponto de vista da seleção na página de resistência à fadiga térmica, e os graus escolhidos para resistir a ela estão apresentados na página da família de trabalho a quente.
Quando a trinca apareceu durante a têmpera
Uma trinca de têmpera corre da superfície em direção ao centro de massa, apresenta cor de revenimento em suas paredes depois que a peça é revenida, e é sempre intergranular. Os mecanismos, os fatores de risco e a forma de interpretá-la estão reunidos na página de trincas de têmpera.
Quando a ferramenta quebrou antes de se desgastar
Quebra que ocorre cedo geralmente significa que o lado da tenacidade na decisão do grau foi definido muito baixo para a carga, ou o tratamento térmico deixou a peça frágil demais para uso. Os graus que compram tenacidade e o que eles abrem mão por isso estão apresentados na página de resistência ao trincamento e o página de resistência ao lascamento de arestas.
Quando a superfície está danificada e a causa não é óbvia
Danos que precisam ser classificados antes de poderem ser corrigidos são um exercício de leitura. Os seis modos de dano, a aparência de cada um em três escalas de exame e os fatores por trás deles estão reunidos no gráfico de identificação de modos de dano.
Quando a peça trincou sem sobrecarga óbvia
Algumas fraturas vêm de uma mudança no aço e não de uma carga, e a janela de temperatura que a causou geralmente está no registro do processo. Os tipos de fragilização, suas temperaturas de gatilho e seus remédios estão reunidos na Página sobre tipos de fragilização do aço.
Confirme antes de fornecer um orçamento.
Estes casos e figuras são apenas para referência geral. As conclusões de análise de falha baseiam-se na peça real, em seu registro de tratamento térmico e em seu histórico de serviço. Confirme a condição de sua própria ferramenta em relação ao seu certificado, ao seu registro de processo e a um exame metalúrgico antes de agir com base em um diagnóstico.
Os valores citados aqui são as medições relatadas na fonte para as peças específicas em cada caso. Eles ilustram o tamanho do efeito e não uma especificação.
Páginas de referência relacionadas
guia de tratamento térmico de aço para ferramentas · Características de processamento do aço para ferramentas · Métodos de teste de dureza · Modos de falha e limitações do H13 · Aços para ferramentas de trabalho a frio · Fornecimento de aço para ferramentas
Fonte: ASM Handbook, Volume 11, Failure Analysis and Prevention (ASM International), artigo Failures of Tools and Dies de George F. Vander Voort, páginas 2505 a 2556 do volume escaneado. Dados de referência apenas para comparação. Confirme o grau, o registro de tratamento térmico e os achados da análise de falha com seu próprio metalurgista antes de alterar um processo. A Aobo Steel fornece aço para ferramentas na condição recozida.