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Escolhendo o material certo para suas matrizes de forjamento

O que torna um material de matriz de forjamento perfeito para o trabalho? No exigente mundo do forjamento de metais, escolher o material certo para suas matrizes pode significar a diferença entre eficiência e substituições frequentes. Este artigo explora as propriedades essenciais necessárias para várias matrizes de forjamento, compara os tipos de aço comuns e fornece diretrizes para a seleção de materiais adaptados a processos de forjamento específicos. Ao final, você entenderá como otimizar suas escolhas de material de matriz para durabilidade e desempenho, garantindo que suas operações de forjamento sejam executadas sem problemas e de forma econômica.

Última atualização:
28 de junho de 2024
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Índice

1. Requisitos básicos de várias matrizes de forjamento sobre as propriedades do material

Tabela 1 Requisitos básicos de várias matrizes de forjamento sobre as propriedades do material

Tipo de matriz de forjamentoRequisitos de uso
Matrizes de forjamento a quenteDureza, resistência ao impacto, resistência à fadiga térmica
Matriz de forjamento a quenteResistência à fadiga térmica
Matriz de extrusão a quenteResistência ao desgaste, dureza térmica, resistência à fadiga térmica
Matriz de forjamento de alta velocidadeResistência, dureza, resistência à fadiga térmica
Matriz de forjamento de precisãoResistência a altas temperaturas, resistência à têmpera, resistência ao desgaste e à fadiga térmica
Rolo de laminação a quenteResistência à fadiga térmica
Matriz de encabeçamento a frioDureza, resistência ao desgaste, resistência ao impacto
Matriz de estampagemForça, dureza
Corte a frio, matriz de perfuraçãoDureza, resistência ao desgaste, resistência ao impacto

2. Comparação de dureza e desempenho de aços comumente usados para matrizes de forjamento (consulte a Tabela 9-2)

Tabela 2 Comparação de desempenho de aços comumente usados para matrizes de forjamento

GrauUse a dureza HRCUsinávelResistência ao desgasteResistência ao impactoResistência à deformação por resfriamentoProfundidade da camada endurecidaDureza térmicaSensibilidade à descarbonetação
Aço carbono para ferramentasT7, T854~60RuimRuimMelhorPiorRasoRuimGrande
T9~T1356~65PiorPiorMédioPiorRasoDiferençaGrande
Liga de aço para ferramentasCr12MoV55~63MelhorBomRuimBomProfundoMelhorMenor
5CrMnMo30~47RuimMédioMédioMédioMédioMais pobreMaior
5CrNiMo30~47RuimMédioMelhorMédioMédioPiorMaior
3Cr2W8V45~54PiorMelhorMédioMelhorProfundoMelhorMenor
4Cr5MoSiV40~54RuimMelhorMédioMelhorProfundoPiorMédio
35Cr3Mo3W2V44~54RuimMelhorMédioMelhorProfundoMelhorMédio
3Cr3Mo3V40~54RuimMelhorMédioMelhorProfundoMelhorMédio
4Cr3W4Mo2VTiNb48~56PiorMelhorMédioMelhorProfundoMelhorMédio
5Cr4W5Mo2V50~56RuimMelhorRuimMédioProfundoMelhorMédio

Observação: A sequência de desempenho é Bom > Melhor > Médio > Ruim > Péssimo.

3. Seleção de materiais de molde

(1) Seleção de materiais de molde para forjamento a quente

Há muitos fatores que afetam a vida útil das matrizes de forjamento a quente, como: as condições de estresse da matriz, a temperatura de trabalho, o método de resfriamento, as propriedades do material que está sendo processado, a quantidade de deformação, a velocidade de deformação e as condições de lubrificação, etc. Portanto, esses fatores devem ser totalmente considerados na seleção de materiais.

As matrizes de trabalho a quente geralmente podem ser divididas em: matrizes de forjamento a martelo, matrizes de prensa de forjamento a quente, matrizes de forjamento de prensa de parafuso, matrizes de extrusão etc. O tipo de matriz e as condições específicas de trabalho devem ser considerados para selecionar razoavelmente os materiais da matriz. A seleção de materiais para matrizes de forjamento a quente é mostrada na Tabela 9-3.

Tabela 3 Seleção de materiais para matrizes de forjamento a quente

Tipo de matrizTamanho e condições de trabalhoMateriais recomendados
Matriz de forjamento de marteloAltura inferior a 275 mm (pequeno)5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV
Altura 275~325mm (Médio)5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV
Altura 325~375mm (Grande)5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV
Altura superior a 375 mm (extragrande)5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV
Módulo de revestimento5Cr2MnMo
Tipo de inserção4Cr5MoSiV1, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 4CrMnMoSiV
Matriz de prensa de forjamento a quenteTipo integral5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV, 5CrMnMoSiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 5Cr4Mo2W2SiV
Tipo de incrustaçãoInserir4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 5Cr4W2Mo2SiV
Corpo do molde5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV
Matriz de forjamento de prensa de parafusoTipo integral5CrMnMo, 5CrNiMo, 8Cr3
Estilo de incrustaçãoBloco de embutimento3Cr2W8V, 4Cr5W2VSi
MóduloAço 40Cr, 45
Matriz de extrusão a quenteSoco3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4CrMnMoSiV
Morrer3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, metal duro, metal duro ligado a aço, liga de alta temperatura
Matriz de extrusão a quenteW18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, etc.
Matriz de forjamento de alta velocidade4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr3Mo3 W4VTiNb
Matriz de corte a quente6CrW2Si, 5CrNiMo, 3Cr2W8V, 4Cr5MoSiV1, 4CrMnSiMoV, 8Cr3, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, liga dura, etc.

(2) Seleção de materiais para matrizes de forjamento a frio

Há muitos tipos de matrizes de forjamento a frio, usadas principalmente para completar processos de prensagem e impressão de materiais metálicos ou não metálicos, extrusão e outros processos de prensagem de pó. Devido aos diferentes métodos de carregamento e à natureza e às especificações dos materiais processados, as condições de trabalho de vários moldes são muito diferentes. Portanto, a seleção do material deve ser diferenciada e baseada em circunstâncias específicas. A seleção de Materiais de matriz de forjamento a frio é mostrado na Tabela 9-4.

Tabela 4 Seleção de materiais para matrizes de forjamento a frio

Tipo de matrizCondições de trabalhoMateriais recomendados
Matriz de encabeçamento a frioBaixa pressãoT10A, T12A, 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 7CrSiMnMoV, GW15, 60Si2Mo, etc.
Pressão médiaCrWV, Cr5MoV, Cr2Mn2SiWMoV
Alta pressãoCr12, Cr12MoV, Cr4W2MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, carboneto cimentado (YG20, YG20C, etc.)
Matriz de extrusão a frioSocoW6Mo5 Cr4V2, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, Cr12MoV, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr12, etc.
Molde (com revestimento)Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr4W2MoV, etc.
Matriz (sem revestimento)9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, etc.
Matriz de prensagem a frio de póSocoCr6WV, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, GCr15, etc.
MorrerCr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, Cr4W2MoV, 6W6Mo5Cr4V, metal duro, etc.
Rolagem de dadosPlaca de laminação de rosca9SiCr, Cr12MoV
Laminação de roscas, laminação de engrenagensCr12MoV, Cr6WV
Matriz de desenhoMetal não ferrosoCr12, Cr12MoV, CrWMn, Cr2, 9Mn2V, T12A, etc.
Fio de açoCr12, Cr12MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, W12Mo3Cr4V3N, etc.
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