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Explorando tipos de materiais para matrizes de estampagem

Última atualização:
29 de maio de 2024
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Índice

De acordo com a diferente composição química, desempenho do processo, capacidade de carga e características do material, os materiais utilizados para matrizes de punção podem ser divididos em quatro categorias principais.

I. Aço-carbono para ferramentas

O teor de carbono do aço-carbono para ferramentas é de 0,65% a 1,35% (fração mássica). O aço-carbono para ferramentas é o tipo de aço básico amplamente utilizado em aços para matrizes para trabalho a frio. Tem boa maquinabilidade, baixo custo, fornecimento abundante e é fácil de obter.

As suas desvantagens são a baixa temperabilidade, a grande deformação por têmpera e a fraca resistência ao desgaste, pelo que é adequado para o fabrico de punções e matrizes para peças de perfuração de metais não ferrosos e punções e matrizes para peças de perfuração de chapas de aço finas de carga leve de tamanho médio e pequeno com espessura de material t≤1mm.

As qualidades comuns incluem o aço-carbono de alta qualidade para ferramentas T7, T8, TI0, TII, T12, T13 e o aço-carbono avançado de alta qualidade para ferramentas T7A, T8A, TI0A, T11A, T12A, T13A, etc.

II. Ligas de aço para ferramentas

A liga de aço para ferramentas contendo uma certa quantidade de diferentes elementos de liga é um material comum para matrizes de punção. As principais características das ligas de aço para ferramentas são a boa maquinabilidade, a forte resistência ao desgaste e a pequena deformação por tratamento térmico.

A liga de aço para ferramentas com alto teor de carbono e crómio, representada por Cr12, é o material típico para este tipo de liga de aço para ferramentas de punção.

Além disso, existem 11 classes, incluindo Cr12MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV, Cr2Mn2SiWMoV, Cr12Mo1V1, Cr5Mo1V, 9Mn2V, CrWMn, 9CrWMn, 6Cr4W3Mo2VNb, 7CrSiMnMoV.

III. Aço-ferramenta de alta velocidade

O teor de carbono do aço para ferramentas de alta velocidade é de 0,70% a 1,65% (fração mássica) e o teor de elementos de liga é de 10% a 20% (fração mássica).

Em comparação com o aço de liga para ferramentas, melhora significativamente a dureza, a temperabilidade, a resistência ao desgaste e a dureza a quente do aço.

Os aços comuns para ferramentas de alta velocidade podem ser divididos em aço para ferramentas de alta velocidade da série tungsténio, aço para ferramentas de alta velocidade da série molibdénio, aço para ferramentas de alta velocidade da série cobalto, aço para ferramentas de alta velocidade da série alumínio e aço para ferramentas de alta velocidade com alto teor de vanádio, com catorze ou quinze graus.

Apenas dois tipos de aço rápido para ferramentas são normalmente utilizados no fabrico de ferramentas de punção: W18Cr4V e W6Mo5Cr4V2. Os aços de matriz recentemente desenvolvidos incluem 6Cr4Mo3Ni3WV, 6Cr4W3Mo2VNb (65Nb), etc.

IV. Carboneto cimentado e carboneto cimentado ligado a aço

Para a produção em massa de chapas finas peças de estampagem durante todo o ano ou com uma produção anual particularmente elevada, como por exemplo:

  • as chapas de aço silício do rotor e do estator de motores eléctricos de pequena e média dimensão;
  • pequeno transformador com núcleo de ferro em forma de E chapas de aço silício para instrumentos e contadores;
  • peças de ligação para componentes eléctricos; separadores de soldadura normalizados de uso geral, separadores de contacto, separadores de mola para instrumentos eléctricos;
  • balas e invólucros normalizados para pistolas, espingardas, caçadeiras, etc,

Para melhorar a sua vida útil, o carboneto cimentado e o carboneto cimentado ligado ao aço são frequentemente utilizados para fabricar as principais peças de trabalho da matriz de perfuração, tais como punção, matriz, matrizes macho e fêmea, etc.

O carboneto cimentado é um material compósito multifásico produzido pelo processo de metalurgia do pó, com carbonetos metálicos refractários, principalmente carboneto de tungsténio, carboneto de titânio e carboneto de crómio como matriz, e cobalto da família do ferro como aglutinante.

Foi investigado com sucesso na Alemanha em 1923, utilizado para matrizes de perfuração por volta de 1948 e para matrizes de extrusão a frio em 1958, tendo sido agora promovido e aplicado em vários domínios industriais.

Os carbonetos cimentados de tungsténio-cobalto normalmente utilizados para o fabrico de matrizes de punção incluem as classes YG6, YG8, YG11, YG15, YG20, YG25, etc.

A dureza atinge 65 a 72 HRC, com elevada força, resistência ao desgaste, boa dureza térmica, mas frágil, tenacidade ligeiramente fraca, cara e difícil de maquinar.

O carboneto cimentado ligado a aço é um material fabricado pelo método de sinterização com carboneto de titânio ou carboneto de tungsténio como fase dura e liga de aço como matriz, que é um aço com um teor de carboneto muito elevado. Tem as propriedades do aço de liga geral para ferramentas e também tem as vantagens da elevada dureza e da boa resistência ao desgaste do carboneto cimentado. É um material de matriz de punção muito bom.

Em comparação com as matrizes de punção de aço-carbono em geral, pode aumentar a vida útil da matriz de punção em várias dezenas de vezes ou mesmo centenas de vezes. As classes comuns de carboneto cimentado ligado a aço utilizadas para o fabrico de matrizes de punção são GT35, GW50.

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