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Aços & Ligas | Aços e Ferros Fundidos | Aços para Ferramentas e Matrizes

09 - Aços-ferramenta para trabalho a frio

Também chamados de indeformáveis, porque são os menos sujeitos a alterações de forma e dimensões durante o tratamento térmico. O fato de serem temperados em óleo ou ar favorece essa indeformabilidade. Por esse motivo, são indicados para aplicações que exigem cuidadoso controle dimensional, como matrizes para trabalho a frio (forjamento, estampagem, corte, compactação de pós metálicos etc.) e ferramentas como brochas, alargadores e peças como punções, calibre etc.

A Tabela 98 (200) apresenta os quatro grupos principais:

- temperáveis em óleo

- temperáveis ai ar

- de alto cromo e alto carbono

- resistentes ao desgaste

Os temperáveis em óleo apresentam profundidade de endurecimento média. A sua dureza a quente é baixa, de modo que não se recomenda seu uso em trabalho a quente.

Desse modo, o aço mais empregado é o tipo 410 (01), porque suas condições de tratamento térmico são muito favoráveis e porque apresenta razoável endurecibilidade para aplicação em ferramentas de dimensões não muito grandes. Não tem tendência de apresentar crescimento de grão em eventual super-aquecimento.

A Tabela 99 (220) indica as temperaturas de tratamento térmico desse grupo, assim como dos aços pertencentes aos outros grupos.

Alguns exemplos típicos de aplicações de aços pertencentes à classe 410 – temperáveis em óleo – são: machos de tarraxa, alargadores, brochas, fresas helicoidais, brocas, serras circulares, matrizes de recorte, calibres, punções, ferramentas de brunimento, ferramentas para recartilhar, pequenas lâminas de tesoura, matrizes de cunhagem, matrizes de rebarba a frio, moldes para plásticos, matrizes de estiramento etc.

O grupo de aços para trabalho a frio temperáveis ao ar (tipos 420 a 429) apresenta grande profundidade de endurecimento. Por isso, o empenamento é mínimo na operação de têmpera, de modo que os aços pertencentes a esse grupo são recomendados para matrizes de forma complexa que devem manter o mais possível suas dimensões originais após a têmpera, como matrizes para a compactação de pós metálicos. A resistência ao desgaste é muito elevada e a combinação desse característico com tenacidade igualmente elevada os tornam recomendados na fabricação de punções, matrizes de estiramento, matrizes de recorte, matrizes de estampagem e alguns tipos de lâmina de tesoura.

Pelo exame da Tabela 99, verifica-se que as temperaturas de têmpera são mais elevadas que no caso dos aços temperáveis em óleo. Esses aços são também mais suscetíveis à descarbonetação que os temperáveis em óleo, sobretudo quando a temperatura de têmpera é muito elevada, como é o caso dos tipos com cromo em teores mais altos.

Como se pode verificar pela Tabela 98, há tipos com manganês, relativamente alto e tipos com cromo igualmente relativamente altos, os quais exigem, no aquecimento para a têmpera, um pré-aquecimento a 788 graus C, para os tipos com cromo e 649 graus C para os tipos com manganês, o que elimina a necessidade de um tempo mais extenso à temperatura de austenitização, além de minimizar o efeito de descarbonetação.

As temperaturas de revenido estão indicadas na Tabela 99 (200). Alguns dos aços desse grupo, como o tipo 420 (A2) mostram um ligeiro efeito de endurecimento secundário, quando a temperatura de têmpera for superior a 950 graus C (201).

Dependendo igualmente da temperatura de austenitização, pode-se ter quantidade apreciável de austenita retida (201), a qual se decompõe no revenido, contribuindo para o ligeiro endurecimento secundário.

O tipo 420 é o mais empregado. A classe 420, de um modo geral, é utilizada na confecção de matrizes de recorte, matrizes de cunhagem, matrizes de estiramento, punções, calibres, mandris, brochas, ferramentas de brunimento, lâminas de tesoura, moldes para plásticos, etc.

O grupo de alto carbono e alto cromo (tipos 431 a 436) apresenta grande profundidade de endurecimento, o que permite sua têmpera em óleo ou, na maioria dos tipos, ao ar.

Esses tipos foram inicialmente desenvolvidos como possíveis substitutos para os aços rápidos durante a Segunda Guerra Mundial (202), mas não foram bem sucedidos em aplicações de ferramentas de corte, por serem frágeis e por não apresentarem suficiente dureza a quente.

 

Tabela 98 – Aços-ferramenta para trabalho a frio

 

Tipo

AISI

Composição química, %

Características gerais

C

Mn

Si

Cr

V

W

Mo

Profundidade de endurecimento

Tenacidade

Resistência ao desgaste

Dureza a quente

Usinabilidade

Temperáveis em óleo

410

01

0,95

1,20

0,25

0,50

0,20

0,50

-

média

3

4

3

8

 

411

02

0,95

1,60

0,25

0,20

0,15

-

0,30

média

3

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