O que é o aço para ferramentas?

Aço para ferramentas é uma categoria de aços-carbono e aços-liga que são adequados para serem transformados em ferramentas. Como o nome sugere, estes aços são especialmente concebidos para fabricar e moldar outros materiais. Os aços-ferramenta são conhecidos pela sua dureza, resistência à abrasão e à deformação, e pela sua capacidade de manter uma aresta de corte sob elevada tensão.

Em indústrias como a maquinagem, a conformação de metais e a fundição sob pressão, os aços para ferramentas são indispensáveis devido à sua robustez e fiabilidade em condições de trabalho extremas. Ao contrário do aço para uso geral, o aço para ferramentas é concebido tendo em conta aplicações específicas e cada variante é adaptada para satisfazer necessidades industriais precisas.

Compreender o aço para ferramentas é fundamental para as empresas envolvidas no fabrico e maquinagem, uma vez que a escolha do aço correto tem impacto na produtividade e na qualidade do produto.

Propriedades dos aços para ferramentas

A atração do aço ferramenta reside nas suas propriedades físicas e mecânicas excepcionais, que o tornam indispensável em aplicações exigentes. Estas propriedades são adaptadas através de ligas e tratamentos térmicos para satisfazer necessidades específicas.

Propriedades físicas

As propriedades físicas do aço para ferramentas incluem caraterísticas como a densidade, a condutividade térmica e o ponto de fusão. Estas propriedades influenciam a forma como o aço se comporta durante a maquinagem e em ambientes operacionais.

• Densidade: Os aços ferramenta têm uma densidade de cerca de 7,8 g/cm³, típica da maioria dos aços. Esta consistência assegura um desempenho previsível nos processos de fabrico.
• Condutividade térmica: Os aços ferramenta têm geralmente uma condutividade térmica moderada, o que ajuda a dissipar o calor durante as operações de corte ou de conformação. Isto é fundamental para as ferramentas que funcionam a altas velocidades ou sob fricção intensa.
• Ponto de fusão: O ponto de fusão do aço para ferramentas varia consoante a sua composição, mas situa-se normalmente entre 1.400°C e 1.500°C. Este ponto de fusão elevado garante a estabilidade em aplicações de alta temperatura.

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas do aço para ferramentas definem a sua capacidade de resistir a tensões, deformações e desgaste. São estas propriedades que fazem com que o aço para ferramentas se destaque nas aplicações de maquinagem.

• Dureza: Os aços-ferramenta são conhecidos pela sua elevada dureza, excedendo frequentemente 60 HRC (escala de dureza Rockwell) após tratamento térmico. Isto permite que as ferramentas mantenham as arestas de corte afiadas e resistam ao desgaste.
• Dureza: Embora sejam duros, os aços para ferramentas são concebidos para resistir à fratura sob impacto ou tensão, equilibrando a dureza com a tenacidade.
• Resistência ao desgaste: A presença de elementos de liga como o vanádio e o crómio aumenta a resistência ao desgaste, garantindo que as ferramentas durem mais tempo em condições abrasivas.
• Resistência à compressão: Os aços para ferramentas apresentam uma excelente resistência à compressão, o que os torna ideais para aplicações como matrizes de estampagem e forjamento.

Estas propriedades fazem do aço para ferramentas o material preferido para ferramentas que exigem precisão, durabilidade e fiabilidade em condições adversas.

Graus de aço para ferramentas

Os aços para ferramentas são classificados em diferentes classes com base na sua composição e aplicações. Estas classes são normalmente agrupadas pelo sistema do American Iron and Steel Institute (AISI).

Aços para ferramentas para trabalho a frio (Classes: Séries A, D, O)

• O1 (endurecimento por óleo): Ideal para ferramentas de uso geral. Fácil de maquinar e de tratar termicamente.
• A2 (endurecimento ao ar): Oferece uma boa resistência ao desgaste e estabilidade dimensional.
• D2 (alto teor de carbono, alto teor de crómio): Resistência excecional ao desgaste; um pouco mais difícil de maquinar.

Aços para ferramentas para trabalho a quente (Classes: Série H)

• H13: Ótimo para forjamento a quente e fundição sob pressão; mantém a dureza a temperaturas elevadas.
• H11: Semelhante ao H13, mas oferece uma maior dureza.

Aços rápidos para ferramentas (Classes: Série M, T)

• M2: Utilizado habitualmente para brocas e ferramentas de corte. Mantém a nitidez em condições extremas.
• T1: Excelente para corte a alta velocidade; mantém a dureza ao calor vermelho.

Aços para ferramentas resistentes ao choque (Classes: Série S)

• S7: Combina força e resistência ao choque; ideal para martelos pneumáticos, punções e cinzéis.

Cada classe é adaptada a tarefas industriais específicas, e compreender as caraterísticas destas classes é essencial para uma seleção eficiente do material.

Como maquinar aço para ferramentas?

Dicas de pré-usinagem:

• Selecionar a ferramenta certa: As ferramentas de carboneto ou de cerâmica são preferidas devido à sua capacidade de resistir a altas temperaturas e ao desgaste.
• Utilizar líquidos de refrigeração adequados: Os refrigerantes à base de água ajudam a dissipar o calor e a prolongar a vida útil da ferramenta.
• Velocidade e alimentação: Utilizar velocidades de corte mais baixas e avanços moderados para evitar um desgaste excessivo da ferramenta.

Durante a maquinagem:

• Fixação e Fixação: Assegurar que a peça de trabalho está bem segura para evitar vibrações.
• Controlo de chips: O aço-ferramenta produz aparas duras; utilize quebra-cavacos para gerir esta situação.
• Monitorização do desgaste da ferramenta: Verificar regularmente se as ferramentas de corte apresentam sinais de desgaste para manter a qualidade do acabamento da superfície.

Pós-maquinação:

• Tratamento térmico: O aço ferramenta é frequentemente tratado termicamente após a maquinagem para melhorar a sua dureza final e o seu desempenho.
• Acabamento de superfícies: Pode ser necessário retificar ou polir para aplicações que exijam uma qualidade de superfície elevada.

Para que são utilizados os aços para ferramentas?

A versatilidade do aço-ferramenta torna-o um elemento básico em numerosas indústrias. A sua capacidade de resistir a tensões elevadas, ao desgaste e ao calor torna-o ideal para uma vasta gama de aplicações. Eis algumas utilizações comuns:

• Ferramentas de corte: Exercícios, fresagem As fresas e as ferramentas de torno são frequentemente fabricadas em aços rápidos para ferramentas, como o M2 ou o T1, que mantêm a nitidez a altas temperaturas.
• Matrizes e moldes: Os aços para ferramentas, como o D2 e o H13, são utilizados para matrizes de estampagem, forjamento e moldagem por injeção devido à sua resistência ao desgaste e tenacidade.
• Punções e tesouras: Os aços para ferramentas resistentes ao choque (série S) são ideais para punções e lâminas de cisalhamento que suportam forças de alto impacto.
• Componentes de máquinas: O aço ferramenta é utilizado em componentes como rolamentos e engrenagens, onde a durabilidade e a precisão são fundamentais.
• Indústria automóvel e aeroespacial: O aço ferramenta é utilizado no fabrico de peças de precisão para motores, turbinas e componentes estruturais.

Para além das aplicações industriais, o aço para ferramentas também se encontra em ferramentas do dia a dia, como facas, cinzéis e ferramentas manuais, demonstrando a sua ampla utilidade. A sua capacidade de ser adaptado a tarefas específicas torna-o um favorito entre os fabricantes que procuram materiais fiáveis e de elevado desempenho.

Compromisso da Precionn com a excelência dos aços para ferramentas

Para empresas como a Precionn, o aço para ferramentas é mais do que apenas um material - é uma base para fornecer soluções de maquinação de alta qualidade. A Precionn, líder na indústria de maquinação, é especializada em trabalhar com aço para ferramentas para produzir componentes de precisão que cumprem os mais elevados padrões. Com um enfoque na inovação e na qualidade, a Precionn utiliza técnicas de maquinação avançadas e equipamento de ponta para transformar o aço para ferramentas em ferramentas e peças fiáveis e de elevado desempenho.

Quer esteja à procura de matrizes personalizadas, ferramentas de corte ou componentes complexos, a experiência da Precionn garante que cada projeto é executado com precisão e cuidado. Visite o sítio Web da Precionn para saber mais sobre as suas capacidades e como podem apoiar as suas necessidades de maquinagem com aço para ferramentas e não só.