Os materiais utilizados na produção de matrizes de estampagem incluem aço, metal duro, metal duro ligado com aço, ligas à base de zinco, ligas de baixo ponto de fusão, bronze de alumínio e materiais poliméricos.
Atualmente, o principal material utilizado para a fabricação de matrizes de estampagem é o aço. Os materiais comumente usados para as peças de trabalho das matrizes incluem aço para ferramentas de carbono, aço para ferramentas de baixa liga, aço para ferramentas com alto teor de carbono e alto cromo ou cromo médio, aço de liga de médio carbono, aço de alta velocidade, aço básico, liga dura e aço- liga dura ligada.
Detalhes a seguir:
1. Aço carbono para ferramentas
T8A, T10A e outros aços carbono para ferramentas são amplamente utilizados em moldes devido ao seu desempenho de processamento favorável e baixo custo. No entanto, estes materiais apresentam algumas desvantagens, como baixa temperabilidade e dureza vermelha, deformação significativa após tratamento térmico e baixa capacidade de carga.
2. Aço ferramenta de baixa liga
O aço para ferramentas de baixa liga é um tipo de aço para ferramentas de carbono com elementos de liga adicionais. Em comparação com o aço carbono para ferramentas, ele reduz a deformação por têmpera e a probabilidade de trincas, aumenta a temperabilidade e oferece melhor resistência ao desgaste. Alguns dos aços de baixa liga comumente usados na fabricação de moldes incluem CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV (código CH-1) e 6CrNiSiMnMoV (código GD).
3. Aço para ferramentas com alto teor de carbono e alto cromo
Os aços para ferramentas com alto teor de carbono e alto cromo comumente usados incluem Cr12, Cr12MoV e Cr12Mo1V1 (código D2). Esses materiais possuem boa temperabilidade e resistência ao desgaste e apresentam deformação mínima após tratamento térmico. Eles são aços para matrizes altamente resistentes ao desgaste e de baixa deformação, com uma capacidade de carga que perde apenas para o aço rápido.
No entanto, eles têm uma tendência à segregação do metal duro, portanto, recalques e repuxos repetidos (retorcamento axial e trefilamento radial) devem ser realizados para reduzir a distribuição desigual de carbonetos e melhorar seu desempenho.
4. Aço para ferramentas com alto teor de carbono e cromo médio
Os aços-ferramenta com alto teor de carbono e médio cromo usados em moldes incluem Cr4W2MoV, Cr6WV, Cr5MoV, entre outros. Esses materiais têm baixo teor de cromo, menos carbonetos eutéticos, distribuição uniforme de carboneto e deformação mínima por tratamento térmico. Eles também apresentam boa temperabilidade e estabilidade dimensional. Comparados aos aços com alto teor de carbono e alto cromo, que apresentam segregação pronunciada de carbonetos, esses materiais oferecem propriedades aprimoradas.
5. Aço rápido
O aço rápido é o mais duro, mais resistente ao desgaste e com maior resistência à compressão entre os aços para matrizes, e tem uma capacidade de carga muito alta. Os aços rápidos comumente usados em moldes são W18Cr4V (código 8-4-1) e W6Mo5Cr4V2 (código 6-5-4-2, também conhecido como marca americana M2) com menor teor de tungstênio, bem como carbono e vanádio aço rápido reduzido 6W6Mo5Cr4V (código 6W6 ou baixo carbono M2), que foi desenvolvido para aumentar a tenacidade. O aço rápido também requer forjamento para melhorar sua distribuição de carboneto.
6. Base de aço
Os aços básicos são feitos adicionando pequenas quantidades de outros elementos à composição básica do aço rápido e ajustando o teor de carbono para melhorar suas propriedades. Esses aços possuem as características do aço rápido, bem como um certo nível de resistência ao desgaste e dureza, e apresentam melhor resistência à fadiga e tenacidade em comparação ao aço rápido.
Os aços básicos são aços para matrizes de trabalho a frio de alta resistência e tenacidade, com custos de material mais baixos do que o aço rápido. Alguns dos aços básicos comumente usados em matrizes incluem 6Cr4W3Mo2VNb (código 65Nb), 7Cr7Mo2V2Si (código LD) e 5Cr4Mo3SiMnVAL (código 012AL).
7. Metais duros e metais duros ligados com aço
O metal duro tem maior dureza e resistência ao desgaste do que qualquer outro tipo de aço para matriz, mas tem baixa resistência à flexão e tenacidade. O metal duro comumente usado em moldes é o cobalto de tungstênio. Para moldes com baixo impacto e alta resistência ao desgaste, o metal duro com baixo teor de cobalto pode ser selecionado. O metal duro com alto teor de cobalto é apropriado para matrizes de alto impacto.
8. Metal duro ligado com aço
O metal duro ligado com aço é produzido através da metalurgia do pó, com pó de ferro e uma pequena quantidade de pó de elemento de liga (como cromo, molibdênio, tungstênio, vanádio, etc.) servindo como aglutinante, e carboneto de titânio ou carboneto de tungstênio como duro Estágio.
A matriz do metal duro ligado com aço é feita de aço, o que elimina a baixa tenacidade e os difíceis problemas de processamento associados ao metal duro e permite corte, soldagem, forjamento e tratamento térmico.
Os carbonetos cimentados com liga de aço possuem alta concentração de carbonetos e, embora sua dureza e resistência ao desgaste sejam inferiores às dos carbonetos cimentados, ainda superam outros aços. Após têmpera e revenido, a dureza pode atingir 68 a 73 HRC.
O que são materiais macios e duros na ferramenta de prensagem?
Material macio:
A matriz de estampagem refere-se a uma matriz feita de aço com dureza de aproximadamente HRC35, normalmente usando materiais como aço 45#, A3 ou Q235, que possuem uma dureza relativamente baixa.
Se atingidos com um material mais duro, essas matrizes podem formar um furo. Porém, devido à sua maciez, são conhecidos como “materiais macios” e são valorizados pelo seu bom desempenho sísmico.
Esses materiais são comumente usados para fabricar placas de suporte superiores e inferiores, almofadas e bases de molde para matrizes de estampagem.
Material duro:
Na matriz de estampagem, os materiais de aço da matriz referidos têm uma dureza (após tratamento térmico) de aproximadamente HRC 58 a 62 ou superior, como Cr12, Cr12Mo1V1, Cr12MoV, Skd-51, Skd-11 e W6Mo5Cr4V2 (aço de tungstênio) .
Esses materiais de aço são altamente duros, mas também frágeis e podem quebrar facilmente se não forem manuseados com cuidado.
Eles são comumente usados para fazer lâminas, punções ou outras peças que requerem alta dureza na matriz de estampagem.
