25 Maio, 2021

Aços Ferramenta para Trabalho a Frio

A indústria da estampagem a frio e corte de chapa trabalha com cadências de produção elevadas e com grandes exigências de produtividade, on time delivery e redução de custos de produção, aliado à elevada qualidade das peças produzidas.

Estes requisitos são de extrema importância especialmente para a indústria automóvel. Acresce a este fenómeno o aumento da utilização de chapas AHSS (Advanced High-Strength Steel) com menores espessuras de forma a promover a redução das emissões de CO2.

Estas exigências refletem-se na performance do aço ferramenta: maiores resistências ao desgaste abrasivo e maiores resistências à fratura e chipping das arestas aliados a menores custos de manutenção e down time.

O aço AISI D2 (W. No 1.2379) é frequentemente usado nos processos de corte e estampagem de chapa em Portugal. Contudo, as suas limitações são cada vez mais notórias, principalmente nos valores de tenacidade e ductilidade quando se tratam de trabalho com chapas de elevada espessura e/ou AHSS.

O AISI D2 tem cerca de 12% Cr na sua composição química, que, após tratamento térmico, permite obter carbonetos de crómio grosseiros (ou seja, bons valores de resistência ao desgaste aliados a médios valores de tenacidade/ductilidade).

O Caldie da Uddeholm é um aço desenvolvido para aplicações onde o mecanismo de falha predominante é o chipping das arestas. Para além da sua composição química melhorada, o Caldie é um aço ESR, com excelente temperabilidade.

O Vanadis 4 Extra SuperClean, surge como a melhor relação de compromisso/qualidade entre resistência ao desgaste abrasivo e ao chipping. O Vanadis 8 SuperClean foi desenvolvido para a melhor das resistências ao desgaste abrasivo.

O conceito Vanadis da Uddeholm significa que estes aços são produzidos através de Pós Metalúrgicos. Este processo permite eliminar as macrosegregações do material, possibilitando a produção de aços altamente ligados com elevadas resistências ao desgaste, sem comprometer os valores de tenacidade/ductilidade exigidos para a aplicação.

A Figura 1 demonstra as diferenças da microestrutura do AISI D2 (Sverker 21 da Uddeholm) produzido convencionalmente com a microestrutura do Vanadis 4 Extra SuperClean da Uddeholm.

Figura 1: Comparação da microstrutura dos aços Sverker 21 e do Vanadis 4 Extra SuperClean da Uddeholm.

O uso de revestimentos nos processos de trabalho a frio tem-se tornado frequente, especialmente para produções longas com elevados desgastes da ferramenta. Tanto o Caldie como os Vanadis são excelentes para aplicações de revestimento, assegurando um substrato com elevados valores de tenacidade e ductilidade (dentro dos aços de trabalho a frio) e uma excelente resistência ao desgaste superficial (Figura 2).

Figura 2: Comparação relativa entre a resistência ao desgaste abrasivo e ao chipping para diferentes materiais.

Nota: todas as imagens foram retiradas do site, brochuras técnicas e/ou conferências técnicas da Uddeholm.

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