O que é Aço Ferramenta É qualquer aço usado para fabricar ferramentas de corte, conformação ou qualquer outro artefato capaz de dar forma a um material transformando-o em uma peça.

As operações que utilizam os aços ferramenta podem em geral ser classificadas em uma das categorias: corte, estampagem, embutimento, forjamento, extrusão e laminação. Cada uma destas operações requer que o aço ferramenta apresente propriedades especiais.

Propriedades requeridas para um Aço Ferramenta

Entre estas propriedades destacam-se:

» Dureza à Temperatura Ambiente» Resistência ao Desgaste» Tenacidade» Resistência Mecânica» Temperabilidade» Dureza a Quente» Usinabilidade» Tamanho de Grão» Resistência ao Revenido

Aplicação» Produzido e processado para atingir um alto grau

de qualidade, o aço ferramenta é empregado na fabricação de matrizes, moldes, ferramentas de corte intermitente e contínuo, ferramentas para conformação de chapas, corte a frio e componentes de máquinas. Abastecem os segmentos de autopeças, automobilístico, eletroeletrônico e extrusão de alumínio.

Classificação pelo tipo de aplicação

Existe uma classificação dos aços para ferramentas e matrizes de acordo com o tipo de trabalho a ser executado.

» Classe I - aços usados para ações de cisalhamento ou corte, como matrizes de corte, ferramentas de corte em geral, matrizes de conformação de blanks, matrizes de aparar etc...

» Classe II - aços usados na confecção de ferramentas para conformação de peças através de fluxo do material sob tração, por trabalho a frio ou a quente. Aqui se incluem matrizes de estampagem e dobramento, matrizes de forjamento etc... Esta classe inclui moldes para plásticos e moldes para fundição.

» Classe III - aços para trabalhos de transformação de materiais atuando na modificação da forma, sem mudança das dimensões originais. Incluem-se aqui matrizes de flexão, matrizes de dobramento e matrizes de torção.

» Classe IV - aço para matrizes que trabalham sob alta pressão e que produzem fluxo do metal ou outro material até a forma desejada, por efeito de compressão. Esta classe inclui matrizes de embutimento, de gravação, de recalque, de extrusão, de fendilhamento, etc... É importante ter suficiente informação a respeito da composição do material da ferramenta ou da matriz, do tipo de tratamento térmico usado e do tipo de trabalho que a ferramenta vai executar.

Sua Composição Química

O aço ferramenta é composto por altos teores de carbono e ligas como tungstênio, molibdênio, vanádio, manganês e cromo. A maior parte dos aços ferramenta é forjada. Outra parte é produzida por fundição de precisão ou por metalurgia do pó.

W - Aço ferramenta temperado em água

São aço carbono com 0,6 a 1,4% de carbono.

» Na série W1 (0,6-1%C; TTT 1,05%C; 0,25%Mn, 0,2%Si, micrografias 0,94%C; 0,21%Mn.

» Na série W2 é acrescentado 0,25%Vanádio para inibir o crescimento de grão durante a austenitização.

» Na série W5 cromo é adicionado em 0,5%

S - Aço ferramenta resistente ao choque» São utilizados em ações de impacto repetitivo, na

qual tenacidade é a mais importante propriedade, sendo dureza secundária. São amplamente utilizados para trabalho em cavidades e a frio

» Série S5 (0,55%C, 0,4%Mo, 0,8-2%Si)» Série S7 (0,50%C, 1,4%Mo, 3,25%Cr)

O - Aço ferramenta trabalho a frio temperado em óleo

» O tipo O é o mais utilizado dos aços para trabalho a frio. Não podem ser utilizados em alta velocidade ou em trabalho a quente.

» série O1 (0,90%C, 0,5%W, 0,5%Cr, 1%Mn)

A - Aço ferramenta trabalho a frio (liga média) temperado em ar

» Os principais elementos de liga junto a 1 a 2%C, são Cromo, manganês, molibdênio, vanádio e níquel. As ligas mais importantes são:

» A2 (5%Cr, extrusão, estampagem, prensa) » A4 (1%Cr, 2-3%Mn).

Vantagens e Desvantagens

Este tipo de aço tem a vantagem por se caracterizar pela elevada dureza e resistência à abrasão. Tem boa tenacidade e mantém as propriedades de resistência mecânica mesmo sob elevadas temperaturas.

Suas Aplicações e PropriedadesOs aços ferramenta são classificados de acordo com suas características metalúrgicas ou de acordo com seu nicho de aplicação. A classificação do AISI é a mais utilizada pela indústria de ferramentaria e tem se mostrado útil para a seleção do produto.Apesar de existirem mais de 100 tipos de aços ferramenta normalizados, para as mais diversas aplicações e solicitações, a indústria trabalha com uma gama reduzida de opções.

Suas Aplicações e PropriedadesTIPOS DE AÇO FERRAMENTA:

AÇO RÁPIDO - Desenvolvido para aplicação de usinagem em elevadas velocidades. Podem ser ao molibdênio (grupo M) e ao tungstênio (grupo T). Tem elevada dureza, resistência ao desgaste e boa tenacidade.Aplicação: ferramentas, brocas, perfuratrizes, alargadores de furos, machos para abertura de roscas e fresas helicoidais.

Vantagens e Desvantagens A fusão deste tipo de aço é realizada, geralmente, em quantidades pequenas em fornos elétricos.

Há ainda atenção especial com as tolerâncias de composição química e homogeneidade do produto final. A desvantagem desse Aço é que com estas e outras particularidades tornam o aço ferramenta um material de custo mais elevado em comparação com os aços comuns.

Suas Aplicações e PropriedadesAÇOS PARA TRABALHOS A QUENTE - Indicado para utilização em operações de punçonamento, cisalhamento e forjamento de metais em temperaturas elevadas, condições de pressão e abrasão. São identificados como aço H.Aplicação: São empregados como mandris ou matrizes de extrusão para aplicações de alta temperatura, como na extrusão de ligas de cobre, ligas de níquel e aço.

Suas Aplicações e PropriedadesAÇO PARA DEFORMAÇÃO A FRIO - esse aço se restringe a aplicações que não envolvam aquecimentos repetidos ou prolongados em faixas de temperatura de 205º a 260º C. São divididos em três grupos: aços temperáveis ao ar (grupo A), alto-carbono e alto-cromo (grupo D) e temperáveis em óleo (grupo O).Aplicação: são aplicados na produção de facas de cisalhamento, punções, corte de chapas para estampagem, matrizes para aparar entre outros.

Suas Aplicações e PropriedadesAÇOS RESISTENTES AO CHOQUE - Seus principais elementos de liga são manganês, silício, cromo, tungstênio e molibdênio. Quase todos os aços deste tipo (conhecidos como Grupo S). Apresentam uma combinação de elevada resistência e tenacidade e baixa ou média resistência ao desgaste por abrasão.Aplicação: talhadeiras, formões, contra rebites, brocas-guia e outras aplicações que requerem elevada tenacidade e resistência ao choque.

Suas Aplicações e PropriedadesAÇOS BAIXA-LIGA PARA APLICAÇÕES ESPECIAIS - este tipo de aço ferramenta possui pequenas quantidades de cromo, vanádio, níquel e molibdênio. São os aços do grupo L. Aplicação: são utilizados em componentes de máquinas como cames, placas, mandris e pinças de tornos.

Suas Aplicações e PropriedadesAÇOS PARA MOLDAGEM - Esses aços possuem cromo e níquel como principais elementos de liga. Apresentam características de baixa resistência ao amolecimento em altas temperaturas. São classificados como grupo P.Aplicação: utilizados quase que exclusivamente em peças fundidas sob pressão ou em moldes para injeção ou compressão de plásticos.

Suas Aplicações e PropriedadesAÇOS TEMPERÁVEIS EM ÁGUA - Nestes aços o carbono é o principal elemento de liga. Pertencem ao grupo W.Aplicação: utilizados em ferramentas para forjamento a frio, cunhagem de moedas, gravação em relevo entre outros.

FinalizandoConvém lembrar que a qualidade da ferramenta depende muito do tratamento térmico a que a mesma é submetida depois de confeccionada. Esse tratamento pode ser complexo e exige do tratador profundo conhecimento das características estruturais do material.