Desenvolvimento de aço para moldes plásticos com 40 HRC e elevada usinabilidade

• Autor(a) principal: José Britti Bacalhau
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA
• Texto Completo: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2104
• topic: Aços; Moldes de injeção; Plásticos; Usinabilidade; Usinagem; Metalurgia

O uso de materiais poliméricos vem conquistando, com o passar dos anos, novos campos de aplicações, e substituindo com sucesso muitos componentes que tradicionalmente eram fabricados em materiais metálicos. Os aços AISI P20, DIN 1.2738 e DIN 1.2711 são utilizados na manufatura de moldes para plásticos não clorados, em que a usinagem é o item mais oneroso em seu custo total, uma vez que grande quantidade de material é removida na forma de cavacos para sua fabricação. A dureza do aço é a propriedade mais especificada nessas aplicações, em que se destacam duas famílias de produtos: 30 e 40 HRC. Moldes com 40 HRC são utilizados quando se desejam alto grau de polibilidade e resistência ao desgaste abrasivo, porém sua usinagem é difícil e onerosa. Portanto, o objetivo do presente trabalho é estudar o desenvolvimento de um aço para moldes plásticos de 40 HRC com elevada usinabilidade, sem perdas em sua polibilidade. Foram fundidas ligas com variações composicionais em escala laboratorial e forjadas em condições industriais. Esses materiais foram caracterizados em relação à temperabilidade, resposta ao tratamento térmico, propriedades mecânicas, avaliação microestrutural pelas técnicas de MO e MEV, e analisadas suas soldabilidade e usinabilidade. Baseado nos resultados obtidos foi produzido um lingote industrial de 33 t, que originou um bloco forjado de grandes dimensões (900 mm x 1.000 mm x 3.000 mm). Tanto em escala piloto quanto na industrial, o aço apresenta elevada temperabilidade e boa homogeneidade microestrutural e de dureza. Sua usinabilidade em fresamento é superior a do aço DIN 1.2711 e, ainda assim, mantém elevado nível de polibilidade e boa resposta à texturização. As vantagens do aço proposto em relação ao de norma alemã são: o menor teor de carbono (0,26%) que reduz o nível de segregação do material, favorecendo uma microestrutura homogênea; o tratamento de micro-inclusões com Ca-Si, que contribui com uma boa usinagem, e o baixo teor de Ni em sua composição diminuindo o custo da matéria prima.