São Paulo, 28 de novembro de 2021

ARTIGOS

19 de julho de 2021

Aço ferramenta para corte: qual usar?

Editoria Serrametal

Os aços ferramenta apresentam ampla variedade de classes, e são classificados de acordo com sua composição, faixa de temperatura em que foram forjados ou laminados e no tipo de tratamento térmico que são submetidos. As classes de aço para ferramentas AISI de uso para ferramentas de corte geralmente são O1, A2 e D2. Esses aços são considerados “aços para trabalho a frio”, onde até 400°C continuam com sua aresta de corte dura.  Eles exibem boa dureza, resistência à abrasão e resistência à deformação.

O aço O1 é um aço que pode ser temperado a óleo e apresenta alta dureza e boa usinabilidade. Este tipo de aço é usado principalmente para itens como ferramentas para corte e dobra, bem como facas e punções usados em estamparia.

Figura 1: Faca e base para estamparia. Fonte: [1]

Já o A2 é um aço temperado ao ar que contém uma quantidade média de material de liga (cromo). Tem boa usinabilidade, assim como alta resistência ao desgaste e boa tenacidade. A2 é normalmente usado para cunhar e formar, como punções, matrizes de aparagem e matrizes de molde de injeção. Entretanto, o A2 também não é tão abrangente no mercado brasileiro.

O aço D2 pode ser temperado com óleo ou sal e contém uma porcentagem maior de carbono e cromo do que os O1 e A2. Possui boa tenacidade e baixa distorção após o tratamento térmico, assim como alta resistência ao desgaste. Os níveis mais altos de carbono e cromo no aço D2 o tornam uma boa escolha para aplicações que exigem uma vida útil mais longa da ferramenta. Pode ser usado em centros de torno e punções.

Figura 2: Torneamento

Outros tipos de aço para ferramentas contêm uma porcentagem maior de diferentes tipos de ligas, como o aço rápido M2, que pode ser selecionado para produção de alto volume. Uma variedade de aços para trabalho a quente podem manter uma aresta de corte afiada em temperaturas muito mais altas de até 1000°C.

Estes aços são muito interessantes para ferramentas de corte, até mesmo para facas e canivetes que o D2 é utilizado. Mas para corte de chapas de aço a frio, podemos utilizar tanto o D2, como o M2, um aço muito tenaz e que não perde a dureza durante o aquecimento por atrito.

Figura 3: Canivete

O D2 é recomendado para ferramentas que requerem alta resistência ao desgaste, combinada com tenacidade moderada (resistência ao choque). Por isso é usado para cortar materiais mais espessos e mais duros, ao formar com ferramentas sujeitas a tensões de flexão e onde cargas de alto impacto estão envolvidas.

Aços ligados ao cromo-tungstênio, silício-molibdênio ou silício-manganês apresentam alta resistência ao choque e boa temperabilidade. Os aços ferramenta devem resistir ao choque mecânico durante o corte, ou seja, a etapa de cisalhamento. As ligas que formam carbonetos apresentam resistência à abrasão, boa temperabilidade e são aplicadas no trabalho a quente, como o uso de H13 para corte a quente. Estes aços da série H se mostram com alta tenacidade ao impacto e resistência à abrasão relativamente baixa e podem atingir dureza relativamente alta (44-50 HRC).

Pode-se aplicar de 1,75% a 2,75% de níquel em alguns aços de baixa liga resistentes ao choque e de alta resistência (nomeados com a sigla em inglês HSLA), como L6 ou 4340. Mas facas podem ser fabricadas com diferentes aços, desde 8620 até 4140, dependendo do que for cortado. Aço ferramenta para corte de madeira pode ser o D6 ou H13, em quando para triturar plásticos é utilizado o D2.

Existem vários tipos de ferramentas para corte de chapas, tais como:

  • As lâminas de tesoura são usadas em moinhos de tarugo. Os blocos, a ponta e a borda posterior do tarugo, são cortados em um comprimento predeterminado. Podemos acomodar o trabalho a quente com uma lâmina reforçada de aço moldado e ligas resistentes ao calor.
Figura 4: Tesoura guilhotina com faca inclinada. Fonte [1]
  • Facas longas são usadas em usinas de chapa de aço. Depois que a chapa de aço é cortada na largura com aparagem dos dois lados, ela é cortada em comprimentos fixos. Podemos acomodar placas de aço de até 40 mm de espessura. Como uma faca para o cisalhamento espessa está sujeita a altas cargas, o material da lâmina deve ser selecionado a partir de aço de alta tenacidade, como AISI D2 ou Toolox 44.
  • As siderúrgicas usam facas para suas linhas de laminação de tiras a quente. Nessas linhas, o material da placa é aquecido entre 1000 e 1150°C em um forno de aquecimento e laminado sequencialmente em laminadores de bruto. Como as extremidades dianteiras e traseiras são deformadas naquele momento, a parte deformada é cortada com uma tesoura volante de tambor. É laminado como um material com bom formato nos laminadores de acabamento, e a chapa do material é enrolada com uma bobinadeira para formar bobinas. O material dessas facas pode ser aço como o H13 ou o Toolox 44.
Figura 5: Facas de Toolox 44 para laminação.
  • Após a laminação a quente no processo de fabricação da placa de aço, a faca do aparador lateral corta continuamente as bordas da placa de aço após a decapagem. Este processo processa a placa com uma largura de placa predeterminada. As bordas da placa de aço recortada (aparas de recorte) são cortadas em tiras por um dispositivo de eliminação de sucata, com uns picadores rotativos, e descartados.
  • Tesouras para corte a frio são usadas em instalações de laminação contínua de barras de aço. Após o aquecimento da massa de aço, a barra de aço e a barra de aço deformada alimentadas pelo laminador de acabamento são cortadas com uma tesoura voadora (cisalhamento de divisão). Após o resfriamento, o aço é cortado automaticamente com uma tesoura a frio.
  • As usinas de aço fundido produzem materiais usados em grandes edifícios, residências, pontes, estruturas marítimas, estradas e ferrovias. As lâminas em linha são usadas em vários tipos de tesouras de aço em forma de H para corte no comprimento.

Existem diversas outras ferramentas para corte, cada uma para uma determinada aplicação. As operações de corte são as mais exigentes em usinas siderúrgicas e instalação de processamento. Para fazer um bom corte, você deve ter as melhores ferramentas.

Outro setor da indústria muito importante é o da reciclagem. As lâminas de corte de sucata devem ser resistentes. Eles sofrem mais desgaste do que qualquer outro tipo de faca. Os picadores de sucata trabalham com uma variedade de materiais, selecionados para sua aplicação específica. Deve-se realizar tratamento térmico adequado para aumentar a tenacidade e a resistência ao desgaste dos picadores de sucata. Onde essa sucata pode ser tanto polímeros como metais.

 

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Elaboração e Edição: Thiago Cortiz, Renata Brandolin e Karina França

 

Referências Bibliográficas

[1] Ivar Benazzi Junior Elpidio Gilson Caversan. Tecnologia de estampagem1: Corte. Fatec Sorocaba. 2012.