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FEPI – FUNDAÇÃO DE ENSINO E PESQUISA DE ITAJUBÁ

ALEXANDRE LUZ

CLÁUDIO MARCELINO

CRÍSTIAN LACERDA

ÉDER RIBEIRO

JONAS MENDES

AÇOS FERRAMENTA

Itajubá

Setembro, 2010

FEPI - FUNDAÇÃO DE ENSINO E PESQUISA DE ITAJUBÁ

ALEXANDRE LUZ

CLÁUDIO MARCELINO

CRÍSTIAN LACERDA

ÉDER RIBEIRO

JONAS MENDES

AÇOS FERRAMENTA

tajubá

Setembro, 2010

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO.............................................................................................................4

1 AVANÇO TECNOLÓGICO.......................................................................................5

2 CARACTERÍSTICAS EXIGIDAS POR FERRAMENTAS.....................................6-7

1.1 EXEMPLOS DE APLICAÇÕES DAS CARACTERÍSTICAS...............................6-7

1.2 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO......................................................................6-7

1.3 RESISTÊNCIA À FLEXÃO E TENACIDADE......................................................6-7

1.4 RESISTÊNCIA INTERNA DE LIGAÇÃO.............................................................6-7

1.5 RESISTÊNCIA À OXIDAÇÃO.............................................................................6-7

1.1.1 DUREZA...........................................................................................................6-7

1.1.2 RESISTÊNCIA À ABRASÃO............................................................................6-7

1.1.3 BAIXA TENDÊNCIA À FUSÃO E AO CALDEAMENTO.................................6-7

1.1.4 CONDUTIBILIDADE TÉRMICA, CALOR ESPECÍFICO, EXPANSÃO TÉRMICA..................................................................................................................6-7

3 CLASSIFICAÇÕES E APLICAÇÕES DOS AÇOS FERRAMENTA.........................................................................................................8-9

4 TRATAMENTOS TÉRMICOS DOS AÇOS FERRAMENTA..................................10

5 TIPOS DE LIGAS UTILIZADAS........................................................................11-13

5.1 Manganês...................................................................................................11-13

5.2 NÍQUEL..........................................................................................................11-13

5.3 Cromo..........................................................................................................11-13

5.4 Molibdênio.................................................................................................11-13

5.5 VANÁDIO.......................................................................................................11-13

5.1.1 Tungstênio.............................................................................................11-13

5.1.2 Silício........................................................................................................11-13

5.1.3 Cobalto....................................................................................................11-13

CONCLUSÃO...........................................................................................................14

REFERÊNCIAS.........................................................................................................15

RESUMO

Com o nome genérico de Aços Ferramenta denominamos os materiais utilizados na fabricação dos diversos tipos de ferramentas utilizadas em vários setores da nossa economia. Estes aços são utilizados principalmente em: matrizes, moldes, ferramentas de corte intermitente e contínuo, ferramentas de conformação de chapas, corte a frio, componentes de máquina, entre outros. Apesar de existirem mais de 100 tipos de aços ferramenta normatizados internacionalmente, procurando atingir as mais diversas aplicações e solicitações, a indústria de ferramentaria trabalha com uma gama reduzida de aços que possuem suas propriedades e desempenho consagrados ao longo do tempo, como por exemplo, os aços AISI H13, AISI D2, D6 e AISI M2, entre outros. Em virtude da exigência requerida para as diversas ferramentas fabricadas fica clara a necessidade de alta qualidade na obtenção dos materiais para fabricação de ferramentas, bem como, a correta adição de ligas especificas para a obtenção das propriedades de cada ferramenta e sua aplicação.

Palavras-chave: Genérico, Normatizados, Alta qualidade, Aplicação.

INTRODUÇÃO

Ao falarmos de Aços ferramenta logo temos em mente a imagem de uma ferramenta cortando ou interagindo com algum tipo de material ou objeto, o que não deixa também de ser uma verdade, mas temos que nos atentar para as definições do que vem a ser Aço Ferramenta, ao longo deste trabalho iremos abordar a definição sobre o que significa Aço Ferramenta, os tipos de Aço Ferramenta bem como as propriedades e aplicações deste material nas diversas áreas em que identificamos a necessidade do uso de Ferramentas fabricadas a partir deste material denominado genericamente de Aço Ferramenta. Ao longo da evolução Industrial os Aços Ferramenta tiveram uma importante parcela de contribuição para o desenvolvimento de processos de fabricação na Indústria, as principais utilizações deste material deram-se na área de fabricação de moldes ou matrizes para conformação de materiais metálicos, em alta ou baixa temperatura, no decorrer do tempo foram surgindo materiais mais avançados na área metal mecânica, podemos citar, por exemplo, a área de ferramentas de corte onde vieram a ser criadas novas ferramentas com propriedades para desenvolverem altas velocidades de corte, ressaltando assim, a importância da qualidade na fabricação de uma ferramenta. Em se tratando de Aços Ferramenta veremos a importância de se levar em consideração a Qualidade tendo em vista a qual aplicação este material será designado. Por fim veremos também como os Aços Ferramenta estão diretamente ligados com a aplicação à que lhes foi atribuída, bem como consequentemente resultam em uma determinada composição de ligas químicas junto com apropriados tratamentos térmicos para se obter as características desejadas na construção de determinadas ferramentas.

  1. AVANÇO TECNOLÓGICO

Os primeiros registros de utilização de ferramentas pelo homem já foram encontrados por arqueólogos no estudo da pré-história, registros estes que relatam o uso de pedra lascada na confecção de ferramentas pelo homem pré-histórico, o ponto de partida para o desenvolvimento tecnológico das ferramentas se deu na descoberta de metais, como: O Zinco, Cobre e o Ferro a partir daí dados 700 a.c tornaram-se os materiais mais utilizados na fabricação de ferramentas. Desde então foram desenvolvidas melhorias nas obtenções de materiais para ferramentas chegando a ser de destaque a partir do séc.XVII os processos de fabricação do Ferro e da Siderurgia do Aço, onde o Aço por suas propriedades ganhou vantagem sobre os outros materiais utilizados na época.

Os efetivos estudos voltados para o desenvolvimento de novas composições de materiais para ferramentas deram- se a partir do séc.XIX (Como ilustra a figura n°1), a partir de 1900, com a descoberta do Aço Rápido pelo Americano F W Taylor se deu o ponto de alavancagem dos avanços tecnológicos nos materiais utilizados na fabricação de ferramentas.

Figura n°1(Evolução com o tempo)-www.ebah.com.br

  1. CARACTERÍSTICAS EXIGIDAS POR FERRAMENTAS

2.1 EXEMPLOS DE APLICAÇÕES

Nos próximos tópicos iremos ressaltar exemplos de aplicações de cada uma das características exigidas por qualquer que seja a ferramenta fabricada, em relação a algumas das ligas responsáveis por enfatizar cada uma dessas características serão estas serão citadas mais adiante no desenvolvimento deste trabalho.

    1. Resistência à compressão

Esta é uma característica que exige da ferramenta uma resistência notável no momento da aplicação, isto é, em determinados processos existem operações que necessitam de um grande esforço de compressão por parte da ferramenta no momento da aplicação, um exemplo bem comum de compressão de um Aço Ferramenta pode ser o de um contra-ponto de um Torno de usinagem, em um Torno não temos apenas a ferramenta que corta a peça à ser usinada mas, temos também a ferramenta que é responsável pela fixação desta peça à ser usinada, uma peça que deve por princípio resistir a pressão exercida por um dos cilindros de fixação desta determinada máquina.

    1. Resistência à flexão e tenacidade

Esta é uma propriedade que está relacionada aos esforços exigidos pelas ferramentas no momento da utilização, um exemplo típico de existência desta característica é dado no Fresamento de topo em uma determinada peça, a Fresa de topo (Ferramenta de corte) ao se deslocar longitudinalmente na extensão da peça a ser usinada sofre um grande esforço de flexão no sentido oposto ao de corte parametrizado. Com relação à tenacidade temos que considerar a capacidade que estas ferramentas têm de trabalharem em meio a elevadas temperaturas sem perder a propriedade de aderência, exemplo, alicate de fixação de peças para forjamento.

    1. Resistência interna de ligação

Esta resistência se refere à composição química na estrutura de ligação dos Aços Ferramentas, onde se fazem presentes todos os elementos químicos necessários para se atingir as características exigidas pela ferramenta a ser fabricada.

    1. Resistência à Oxidação

Quando falamos de oxidação de ferramentas estamos levando em consideração a resistência que as ferramentas fabricadas têm de suportarem as interações com a atmosfera em que estão inseridas, um exemplo, as altas exposições a refrigeração base d’água, trocas repentinas de temperaturas, súbitas mudanças de quente para frio como em um forjado entre outros.

      1. Dureza

Nesta característica espera-se de uma ferramenta a propriedade responsável pela sobreposição de um material ao outro, por exemplo, quando se faz o torneamento de uma peça é esperado que a remoção de material executada na peça usinada seja bem maior que o desgaste sofrido pela ferramenta que está torneando a peça em questão.

      1. Resistência à abrasão

Entende-se por abrasão o fenômeno físico que ocorre no atrito entre partículas de diferentes durezas em um determinado espaço de tempo e temperatura, exemplo, em uma retificação cilíndrica os dispositivos de fixação da peça a ser retificada são feitos de Algum tipo de Aço Ferramenta e sofrem o efeito dos respingos de refrigeração contendo partículas de grãos do rebolo retificador e partículas do material da peça retificada.

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