A utilização de aços para fabricação de ferramentas

A utilização de aços para fabricação de ferramentas

Para a fabricação de ferramentas de corte, dobra, repuxo e injeção, deve-se utilizar tipos de aços especiais é o que chamamos de aço ferramenta.

As operações que sempre irão utilizar esse tipo de aço na fabricação de suas ferramentas são as operações de corte, estampagem, embutimento, forjamento, extrusão e laminação, pois são nessas operações que os materiais a serem trabalhados sofrem uma transformação em sua estrutura para chegar ao produto final desejado. Cada uma destas operações requer que o aço ferramenta apresente propriedades especiais.

aços endurecidos por tratamentos térmicos

Os aços ferramenta são aqueles que são capazes de serem endurecidos por tratamentos térmicos como a têmpera, podem ser aços liga ou aços carbono, isso para que se consiga transformá-los em um aço pronto para as ferramentas. Esse tipo de aço possui suas propriedades especiais quanto à tenacidade, resistência à abrasão, habilidade de manter uma aresta de corte e sua resistência à deformação em altas temperaturas. Nesse tipo de aço também são encontrados altos teores de tungstênio, molibdênio, vanádio, manganês e cromo, que fazem com que seja possível um trabalho constante e eficiente.

Os aços ferramentas são na sua maioria fabricados em um processo de conformação a quente, porém também podem ser obtidos por processos de metalurgia do pó ou pela conformação por spray.

Propriedades do aço ferramenta

Existem fatores que caracterizam os aços ferramentas, esses fatores são as propriedades especiais que esse tipo de material dispõe para que sejam utilizados por longos períodos e sofrendo situações excessivas de esforços. Abaixo temos as principais propriedades que se destacam na composição dos aços ferramenta:

Propriedades do aço ferramenta

Dureza dos aços ferramenta: A dureza dos aços ferramenta deve ser sempre maior do que a dureza da peça sobre a qual exercerá as operações de trabalho. Esta propriedade depende principalmente do teor de carbono, exceto nos aços com elevados teores de elementos de liga. Nos casos de aços ferramenta aplicado nas operações de corte e estampagem profunda, procura-se usar a máxima dureza possível.

Resistência ao desgaste: O desgaste pode ocasionar falhas durante o processo de trabalho da ferramenta, provocando ruptura ou perda de qualidade do produto já acabado. Há, aparentemente, um grande número de fatores que afetam o desgaste, como por exemplo, a composição do aço, a suscetibilidade do aço em endurecer por tratamento superficial e resistência mecânica do aço.

A resistência ao desgaste por abrasão ocorre quando se tem um grande atrito entre a ferramenta e o material trabalhado, ou melhor, uma superfície rugosa e dura, ou uma superfície mole contendo partículas duras, desliza sobre uma superfície mais mole, e ocasiona uma série de ranhuras nesta superfície.

Tenacidade: A tenacidade é a capacidade de absorver energia sem ruptura, em geral uma característica desejável para ferramentas e matrizes. Uma confusão comum ao termo tenacidade é achar que um material tenaz é também um material duro.

Resistência mecânica: Uma elevada resistência mecânica é indispensável, visto que os aços para ferramentas e matrizes devem ter capacidade de suportar esforços sem o aparecimento de falhas ou deformações permanentes. Exigem-se altos valores tanto para o limite de resistência como para o limite de escoamento.

Aplicação de tratamento térmico por têmpera: Uma maior penetração de dureza durante a têmpera garante maior uniformidade de características mecânicas em secções elevadas. Os aços-carbono comuns são difíceis de alcançar uma alta profundidade de endurecimento, sobretudo em seções superiores a 25 mm, porém pequenas adições de elementos de liga ajudarão na aplicação de durezas elevadas no núcleo.

parte com tratamento térmico por têmpera

Dureza com trabalho a quente: É uma característica fundamental para os aços ferramenta utilizados em altas temperaturas, ou que pelas condições de trabalho gerem muito calor. Trata-se de uma propriedade indispensável se deseja que esses aços ferramenta mantenham uma alta resistência ao desgaste em altas temperaturas, mantendo suas dimensões e formas originais.

Facilidade na usinagem: A usinabilidade é o grau de facilidade de corte do material. A usinabilidade depende do estado metalúrgico da peça, da dureza, das propriedades mecânicas do material, de sua composição química, das operações anteriores efetuadas sobre o material e do eventual encruamento.

Tamanho de grão: Sempre se busca um tamanho de grão pequeno ou uma granulação fina, porque essa microestrutura é associada com características mecânicas superiores.

Resistência no trabalho com alteração de temperatura: Esta resistência é a que os aços ferramentas têm a perda de dureza quando são submetidos a altas temperaturas, esta resistência deve manter-se no caso de um aquecimento repetitivo.

parte com alteração de temperatura

Devemos sempre nos atentar na escolha correta dos aços aplicados na construção de ferramentas, todas as propriedades dos aços são de fundamental importância para que se consiga extrair o melhor das ferramentas de corte, estampagem, embutimento, forjamento, extrusão e laminação que são ferramentas essenciais na fabricação de produtos na área da mecânica.

Bom trabalho!

Publicado por

Rafael Mascarenhas

Projetista de ferramentas e Programador de máquinas CNC há mais de cinco anos. Ambas as funções realizadas com auxílio de softwares de CAD e CAM, tais como SolidWorks, NX, AutoCAD, SolidCAM, EdgeCAM, entre outros. Cursando ensino superior em Engenharia Mecânica.

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