Aços para trabalho a quente

Corte a Quente

Qualquer operação temporária, ou permanente que envolva chama exposta ou que produza calor ou faísca.

Estampagem a quente

A técnica da estampagem a quente tem alcançado sucesso na fabricação de peças com formatos complexos e maior resistência mecânica. Esse processo tira proveito tanto da boa conformabilidade decorrente das maiores temperaturas de deformação atingidas como das transformações que a austenita sofre durante o resfriamento da peça.

Tratamentos Térmicos

-Aquecimento parcial no forno: somente uma zona da peça será aquecida sob temperatura acima da necessária para a austenitização. Logo, só a parte do blanque correspondente a essa região será temperada durante o resfriamento; o restante da peça não sofrerá impacto significativo em decorrência do tratamento térmico.

-Têmpera parcial na matriz: Neste caso, todo o blanque é austenitizado, mas apenas uma parte dela é temperada. Contudo, é necessário levar em conta que o tempo de ciclo desta abordagem é maior em decorrência do resfriamento mais lento do sistema, o que reduz ainda mais a sua produtividade.

-Revenido parcial: Aqui as peças são integralmente austenitizadas e temperadas, mas somente algumas porções dela passam por revenimento de forma a melhorar localmente sua ductilidade. Neste caso podem ser usados fornos convencionais com aquecimento por indução ou resistência.

Processo de Preparação

        O princípio do processo é relativamente simples. Blanques cortados a partir de bobinas de aço de baixo carbono ao boro são introduzidos em um forno contínuo para austenitização entre 850  e  950°C. A superfície do aço tem de ser protegida contra a rápida oxidação que ocorre sob essas altas temperaturas.

        Após um período de aquecimento que pode levar de quatro a dez minutos, a chapa é encaminhada para a prensa de estampagem, onde é conformada. Imediatamente ocorre a têmpera da chapa, dentro da matriz refrigerada a água. Após um período de resfriamento, que dura entre 15 e 25 segundos, a têmpera está completa, as rebarbas da peça são retiradas e ela é extraída da matriz a uma temperatura de aproximadamente 150°C. O resfriamento posterior da peça é feito em contato com o ar, com efeito de revenimento.

        A exposição da superfície do aço ao ar atmosférico sob tais condições provoca sua imediata oxidação e descarbonetação. Uma solução para esse problema está no uso de forno com atmosfera controlada isenta de oxigênio no interior de sua câmara.

Adição

        Os melhores projetos de liga para os aços destinados à estampagem a quente adotam teores de carbono da ordem de 0,20% e teores de manganês relativamente elevados, a partir de 1,20%. Adições de boro também são muito eficazes para atrasar a transformação ferrítica. Esse elemento, quando presente na forma de solução sólida, segrega para os contornos de grão austeníticos e impede a nucleação da ferrita. Porém sua adição deve ser controlada para não haver formação de boretos nos contornos de grão austeníticos, o que piora sua temperabilidade.

        Além disso, uma vez que o boro possui grande afinidade com o oxigênio e o nitrogênio, é necessária a adição de elementos de liga suplementares para evitar a reação dele com esses elementos. Por esse motivo é requerida a presença de alumínio e titânio nos aços ao boro. O cromo é outro elemento de liga que promove grande aumento de temperabilidade no aço, sendo especialmente importante para restringir a transformação bainítica.

Vantagens e desvantagens da estampagem a quente

        O processo de estampagem a quente seguido de têmpera permite a fabricação de peças com alta resistência mecânica sob menores cargas de conformação, reduzindo o efeito mola e o nível de tensões residuais na peça e melhorando sua precisão dimensional. O ganho de conformabilidade proporciona maior liberdade de design para as peças.