VIMCORVIMCOR

AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE

PARA MOLDES PLÁSTICOS

CONTRIBUIÇÕES PARA A COMPETITIVIDADE DA

FERRAMENTARIA NACIONAL Eng. M. Eng. Paulo Haddad

Assessoria Técnica

TRABALHANDO PARA O TRABALHANDO PARA O

FORTALECIMENTO DA CADEIA!FORTALECIMENTO DA CADEIA!

Interações Partindo da VILLARES METALS naCadeia de Ferramentas, Moldes e Matrizes

UsinagemTratamento

TérmicoProjeto Acabamento UsoDesign Aço

Sistema Educacional

Entidades de Classe

CASO PRÁTICO

- Moldes e matrizes utilizados na conformação de pol ímeros normalmente por injeção, extrusão ou sopro.

-Classificação: AISI tipo P (P20);Inoxidáveis: AISI 420, WNr. 1.2085

-Principais requisitos em aços para moldes plásticos :

- Resistência Mecânica; - Boa usinabilidade;- Boa polibilidade;- Resistência a corrosão (plásticos clorados ou ambie ntes úmidos).

MOLDES PLÁSTICOS

VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS

USINABILIDADE

RESPOSTA À TEXTURIZAÇÃO

REQUISITOS DOS AÇOS PARA MOLDES PARA TRANSFORMAÇÃO DE

PLÁSTICOS

SOLDABILIDADE

RESPOSTA ÀNITRETAÇÃO

RESISTÊNCIA MECÂNICA

POLIBILIDADE

SIMPLICIDADE DE TRATAMENTO

TÉRMICO

CONDUTIBILIDADE TÉRMICA

INOXIDABILIDADE

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MOLDES PLÁSTICOS

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COMPONENTES

Câmaras Quentes Placas de Refrigeração

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Desenvolvimento da Liga Desenvolvimento da Liga e Modelagem Termodinâmica:e Modelagem Termodinâmica:-- Estabilidade Estabilidade MicroestruturalMicroestrutural ;;-- SoldabilidadeSoldabilidade ;;-- Resistência a Corrosão;Resistência a Corrosão;-- UsinabilidadeUsinabilidade ;;

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PRODUÇÃO DO AÇO

Típicas temperaturas máximas de conformação: 1150 a 1260ºC

Aços inoxidáveis de baixo carbono e baixo níquel

Temperatura elevada de forjamento

Temperatura ideal de forjamento

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MOTIVAÇÃO

Desenvolver um aço que atenda as principais necessi dades da cadeia de moldes e matrizes:

- Ferramentarias: Alta usinabilidade;

- Usuários finais: Resistência a corrosão;

- Fabricante de aço (Usina): Facilidade de conformaç ão.

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MODELAGEM

ALLOY DESIGN

US Patents No 6,045,633 e No 6,358,344

Liga comercial 1 Liga comercial 2

aust. aust.

ferrita ferrita

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MODELAGEM

ALLOY DESIGN – Efeito do Nitrogênio

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MODELAGEM

ALLOY DESIGN – Efeito do Manganês

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MODELAGEM

ALLOY DESIGN – VIMCOR

Mapa de fases - Comercial 1 Mapa de fases - VIMCOR

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ESTABILIDADE MICROESTRUTURAL

CONFIRMAÇÃO DOS CÁLCULOS TERMODINÂMICOS

a)

b)

c)

0

5

10

15

20

25

30

35

1120 1140 1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280

Temperatura de Homogeneização (ºC)

% F

errit

a D

elta

Liga Comercial 1

Liga Pesquisada 1

VIMCOR

Limite aceitável

VIMCOREfeito combinado do

N e Mn

Efeito do Nitrogênio

0,05N e 1,3Mn

Liga Comercial 1

0,04N e 1,3Mn

Homogeneização por 24 horas a 1120, 1150, 1180, 120 0, 1230 e 1260ºC seguido de resfriamento ao ar.

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PROPRIEDADES

SOLDABILIDADEGleeble 1500D

Aquecimento a 1400ºC (50ºC/s) patamar de 5 segundos e resfriamento via garras

de cobre.

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PROPRIEDADES

RESISTÊNCIA A CORROSÃO

VP420T

VIMCOR

VP20ISO

Condição Inicial Após 6 meses sem proteção superficial.

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Testes de abertura de cavidade em fresamento

Centro de Usinagem C 600 U – HermleCCM – ITA.

PROPRIEDADES

USINABILIDADE EM FRESAMENTO

Desempenho superior em 36%

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PROPRIEDADES

CARACTERÍSTICAS QUE FAVORECEM A USINAGEM

Sulfetos de Mn

Elevada estabilidade dimensional.

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TESTES DE CAMPO

PLACA DE REFRIGERAÇÃO COM 32 CAVIDADES

780 mm

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CONCLUSÕES

- VIMCOR possui excelente usinabilidade por ser um aço re ssulfuradoe apresentar alta estabilidade dimensional após seu beneficiamento.

- O baixo teor de carbono do aço contribuiu para uma boa resposta a soldagem, proporcionando pequenas variações de dureza n a região afetada pelo calor.

- O aço VIMCOR torna-se uma interessante contribuição pa ra a cadeia de moldes e matrizes, tendo em vista que ele atende os principais requisitos do setor nas aplicações de câmaras quentes e componentes.

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REFERÊNCIAS

[1] Roberts, G., Krauss, G., Kennedy, R.. Tool Steel s, 5th Edition;

[2] Bacalhau, J. B., Gonçalves,C.S., VIMCOR: Aço in oxidável de alta usinabilidade para o segmento de moldes plásticos, Revista CD Destaque, Abril, 20 11;

[3] US Patents No 6,045,633 e No 6,358,344.

[4] Bacalhau, J. B., Farina, A. B. Souza, E. N., Ba rbosa, C.A, Thermodynamic simulation of nitrogen and manganese contents in delta ferite formation of plastic mold stainless steel. CalphadConference, Poster Presentation, 2011.

[5] POLIMOLD INDUSTRIAL. Sistema de câmara quente e acessórios: catálogo 2001. São Paulo: Polimold Industrial: 2001. 72p.

[6] FOUNDATION OF COMPUTATIONAL THERMODYNAMICS. The rmo-Calc Software User’s Guide: Version S. Stockholm, Sweden: FCT, 2009.

[7] Trent, M. C., Wright, P. K., 2000. Metal cuttin g principles. 4.ed. London: Butterworth-Heinemann, 1977. 203p.

[8] AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook: M achining, v.16. 9.ed. Metals Park: Ohio, 1989.

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