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Tempo de aquecimento até a temperatura de revenimento para aço ferramenta

A temperatura de revenimento é normalmente indicada como um valor único. O tempo que a ferramenta leva para atingir essa temperatura não é, e em uma seção pesada em um forno lento o aquecimento pode levar mais tempo do que a manutenção. Esta página apresenta os tempos de aquecimento publicados para aço ferramenta em estufa de ar quente estático, em estufa com circulação e em banho de óleo, por forma de seção e tamanho de seção.

O cronômetro começa após a ferramenta atingir a temperatura

A prática publicada deixa explícito que tempo suficiente deve ser permitido durante o revenimento para que a temperatura se distribua uniformemente por toda a ferramenta antes de contar o tempo na temperatura. Esse requisito é mais forte em temperaturas de revenimento baixas e em ferramentas com seções grandes, que são as duas condições em que o centro da seção fica atrás da superfície pela maior margem.

Se não for permitido tempo suficiente, o resultado é revenimento não uniforme e possível dano à ferramenta. A superfície pode estar na temperatura indicada e totalmente revenida enquanto o núcleo ainda está abaixo dela, então uma leitura de dureza feita na superfície não revelará o problema. A orientação publicada também descarta dois atalhos usados na prática. A cor do filme de óxido não deve ser usada como guia, porque as cores de revenimento indicam a temperatura superficial da ferramenta e não sua temperatura interna, e trincas de retificação em ferramentas endurecidas podem ser causadas por revenimento inadequado.

Estufa de ar quente sem circulação

A primeira tabela cobre uma estufa de ar quente sem circulação, que é a configuração mais lenta da fonte. Ambas as tabelas fornecem minutos por milímetro, com o equivalente em minutos por polegada entre parênteses.

Temperatura, °CTemperatura, °FCubos ou esferasQuadrados ou cilindrosPlanos médios
1202501.2 (30)2.2 (55)3.2 (80)
1503001.2 (30)2.0 (50)3.0 (75)
1753501.2 (30)2.0 (50)2.8 (70)
2054001.0 (25)1.8 (45)2.6 (65)
2605001.0 (25)1.6 (40)2.4 (60)
3156001.0 (25)1.6 (40)2.2 (55)
3707000.8 (20)1.4 (35)2.0 (50)
4258000.8 (20)1.2 (30)1.8 (45)
4809000.8 (20)1.2 (30)1.6 (40)

Tempo de aquecimento aproximado para uma ferramenta atingir a temperatura do forno, para ferramentas com superfícies escuras ou com carepa. Fonte, Tabela 7 de Introduction to Heat Treating of Tool Steels, em ASM Handbook, Volume 4, Heat Treating.

Tempos de revenimento de aço ferramenta, PDF para impressão Os tempos de aquecimento em ambas as tabelas, para a estufa de ar quente estática, a estufa de ar com circulação e o banho de óleo, em um PDF com nossos dados de contato.
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Estufa de ar com circulação ou banho de óleo

A segunda tabela cobre uma estufa de ar com circulação e um banho de óleo, que a fonte fornece como um conjunto de valores.

Temperatura, °CTemperatura, °FCubos ou esferasQuadrados ou cilindrosPlanos médios
1202500.6 (15)0.8 (20)1.2 (30)
1503000.6 (15)0.8 (20)1.2 (30)
1753500.6 (15)0.8 (20)1.2 (30)
2054000.6 (15)0.8 (20)1.2 (30)
2605000.6 (15)0.8 (20)1.2 (30)
3156000.6 (15)0.8 (20)1.2 (30)
3707000.6 (15)0.8 (20)1.2 (30)
4258000.6 (15)0.8 (20)1.2 (30)
4809000.6 (15)0.8 (20)1.2 (30)

Tempo de aquecimento aproximado para uma ferramenta atingir a temperatura do forno, para ferramentas com superfícies escuras ou com carepa. Fonte, Tabela 7 de Introduction to Heat Treating of Tool Steels, em ASM Handbook, Volume 4, Heat Treating.

Como os números são usados

Os valores se aplicam ao diâmetro ou à espessura da peça, com o forno mantido na temperatura da primeira coluna. Multiplique o valor pela dimensão controladora da peça. Para uma barra redonda ou um cilindro é o diâmetro, e para um plano é a espessura.

Um exemplo prático mostra a variação. Um bloco quadrado de 50 mm levado a 205 °C precisa de cerca de 90 minutos para atingir a temperatura em uma estufa de ar quente estática, a 1,8 minutos por milímetro, e cerca de 40 minutos em uma estufa com circulação ou banho de óleo, a 0,8 minutos por milímetro. A 480 °C o mesmo bloco precisa de cerca de 60 minutos na estufa estática e cerca de 40 minutos no banho.

O que a forma e o forno alteram

Três formas são tabeladas. Um cubo ou uma esfera aquece mais rápido, um quadrado ou um cilindro fica no meio, e um plano médio é o mais lento das três, porque a distância da superfície ao centro é o que governa o aquecimento e um plano carrega a maior distância desse tipo para sua massa. A 120 °C em uma estufa estática os três valores são 1,2, 2,2 e 3,2 minutos por milímetro.

O forno importa mais em temperatura baixa do que em temperatura alta. Em uma estufa de ar quente estática os valores caem conforme a temperatura de revenimento sobe, de 3,2 para 1,6 minutos por milímetro para um plano, enquanto uma estufa com circulação e um banho de óleo mantêm os mesmos valores em todas as temperaturas da tabela. Um plano, portanto, precisa de cerca de 2,7 vezes mais tempo na estufa estática a 120 °C e cerca de 1,3 vezes mais tempo a 480 °C.

Superfícies brilhantes e cargas completas

Os tempos em ambas as tabelas são para ferramentas com superfícies escuras ou com carepa. Se a superfície foi retificada de acabamento ou está de outra forma brilhante, o dobro do tempo deve ser permitido em uma estufa de ar quente estática, e nenhuma tolerância extra é necessária em uma estufa com circulação ou em um banho de óleo.

Para uma carga de formas irregulares ou de muitas peças, a orientação publicada é estimar o tamanho total da carga e aplicar a mesma tolerância à distância da parte externa ao centro da carga em vez de a qualquer peça individual.

Banhos de óleo geralmente não são usados acima de 205 °C (400 °F).

Dois revenimentos para aço rápido

Aços rápidos são revenidos mais de uma vez, e a prática existe por causa da austenita retida. Um mínimo de dois revenimentos é especificado para garantir uma estrutura martensítica revenida consistente e superar a incerteza criada por variações na quantidade de austenita retida deixada na condição como temperada. Essas variações vêm de diferenças na composição química, histórico térmico prévio, temperatura de têmpera e condições de resfriamento.

Três pontos adicionais são publicados com a prática. Um aumento no teor de carbono da matriz livre aumenta a quantidade de austenita retida na condição como temperada. A austenita retida tem um efeito significativo na taxa de transformação, particularmente em ciclos de revenimento curtos, então o revenimento múltiplo importa mais quando o tempo de revenimento é curto. O cobalto age ao contrário, e em graus como Aço ferramenta M42 ele reduz a quantidade de austenita retida na condição como temperada e acelera sua transformação durante o revenimento.

A leitura prática é que um revenimento curto é um risco que a ferramenta carrega após sair do forno, e o risco é maior nos graus que não contêm cobalto. As janelas de revenimento por grau estão reunidas na Tabela de revenimento de aço para ferramentas, e o gráfico de tempo de permanência do aço ferramenta abrange a manutenção na temperatura em vez do aquecimento.

O que isso significa para um pedido

O revenimento é feito pelo tratador térmico e não na usina siderúrgica, então uma especificação de compra de aço ferramenta normalmente para na condição de entrega e na faixa recomendada de têmpera e revenimento para o grau. O tempo no forno é decisão do tratador térmico, e a coisa útil para um comprador levar para essa conversa é quanta seção há para aquecer.

Em uma ferramenta com seção pesada, ou em um trabalho carregado como carga completa, o aquecimento é a parte do ciclo mais provável de ser encurtada. Os graus onde isso aparece primeiro são os graus de trabalho a frio usados em blocos grandes, como Aço ferramenta D2, e os graus de trabalho a quente usados em blocos de matriz, como Aço ferramenta H13, e a mesma cautela se aplica a qualquer ferramenta revenida no extremo inferior de sua faixa.

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Antes de usar esses tempos

Esta página é um resumo de referência da prática publicada e não é uma especificação da Aobo Steel. Os valores são os publicados para os tipos específicos de forno e formas de seção nomeados na fonte, e um ciclo real depende do forno, do dispositivo de fixação e da carga. Os parâmetros finais são definidos pelo tratador térmico.

Fonte: ASM Handbook, Volume 4, Heat Treating, ASM International, 1991.