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Propriedades requeridas para um Aço Ferramenta

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Genericamente pode-se dizer que existe um elenco de propriedades desejáveis para os aços 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

Dureza à Temperatura Ambiente

A dureza da ferramenta deve ser superior à dureza da peça sobre a qual exercerá sua ação de corte, usinagem ou conformação. A dureza depende essencialmente do teor de carbono, exceto nos aços com elevados teores de elementos de liga. Para a maioria das ferramentas , como as de corte e estampagem profunda, usa-se a máxima dureza possível . Em outros casos, entretanto, como nas matrizes para deformação a quente, ou nas ferramentas de percussão, a dureza não é o requisito essencial , portanto nessas aplicações as durezas ficam abaixo das máximas que podem ser obtidas.

Resistência ao Desgaste

O desgaste pode ocasionar falhas durante a operação da ferramenta, provocando ruptura ou perda de qualidade do produto final manufaturado. Há, aparentemente, um grande número de fatores que afetam o desgaste: a composição do aço (que determina o tipo e a composição dos carbonetos), a suscetibilidade do aço em endurecer por tratamento superficial, e resistência mecânica do aço. O carbono é o elemento de maior influência no desgaste. Contudo, nos aços altamente ligados, os elementos de liga podem influir, devido à dureza e à distribuição dos carbonetos que se formam. Entre os fatores externos ao material que afetam o desgaste, pode-se ainda citar: o tipo de lubrificante em serviço, o tipo de operação, o calor gerado durante a operação, etc.

A resistência ao Desgaste por Abrasão ocorre quando se tem um grande atrito entre a ferramenta e o material trabalhado, ou melhor, uma superfície rugosa e dura, ou uma superfície mole contendo partículas duras, desliza sobre uma superfície mais mole, e ocasiona uma série de ranhuras nesta superfície.

Tenacidade

A tenacidade é a capacidade de absorver energia sem ruptura, em geral uma característica desejável para ferramentas e matrizes. Uma confusão comum ao termo tenacidade é achar que um material tenaz é também um material duro.

Entre os fatores que afetam a tenacidade do aço estão : tensões internas (geradas por têmpera drástica, por reaquecimento muito rápido dos aços temperados, por retificação inadequada, etc.); encruamento; granulação grosseira; dureza excessivamente alta; segregação anormal; teor de elementos de liga, exigindo maiores temperaturas de revenido e, em conseqüência, contribuindo para maior tenacidade, pela diminuição das tensões internas.

Resistência Mecânica

Uma elevada resistência mecânica é indispensável, visto que os aços para ferramentas e matrizes devem ter capacidade de suportar esforços sem o aparecimento de falhas ou deformações permanentes. Exigem-se altos valores tanto para o limite de resistência como para o limite de escoamento.