Como é feito o aço para ferramentas: Processo de fabricação

Aço para ferramentas é uma liga de alta qualidade conhecida por sua dureza, resistência à abrasão e retenção de calor, tornando-a essencial para ferramentas de corte, matrizes e componentes de máquinas. Seu processo de fabricação inclui liga, fusão, fundição, forjamento, tratamento térmico e acabamento de precisão.

Como um fabricante de aço experiente, ofereceremos insights aprofundados sobre o processo de produção detalhado de aço para ferramentas. Se você precisar de quaisquer produtos de aço para ferramentas, entre em contato conosco.

Do que é feito o aço para ferramentas?

O aço para ferramentas compreende principalmente ferro e carbono de 0,5% a 1,5%. Elementos de liga essenciais como cromo, vanádio, molibdênio, tungstênio, manganês e silício são adicionados para formar carbonetos, aumentando a resistência ao desgaste e a tenacidade.

Mais da metade dos aços para ferramentas são feitos de sucata para reduzir custos e promover a sustentabilidade. Com base em nossa experiência de fabricação, é melhor usar sucata livre de contaminantes como óleo e tinta para garantir a longevidade do aço para ferramentas.

Se você estiver procurando matérias-primas para seu projeto, o SteelPro Group pode fornecer aços para ferramentas que atendem aos padrões internacionais com rigoroso controle de tolerância.

Processo de fabricação de aço para ferramentas

1. Fusão e refino

A maior parte do aço para ferramentas é feita usando Forno de arco elétrico (EAF) porque é eficiente, flexível e pode usar uma grande quantidade de materiais reciclados. No entanto, outros métodos de refino como Fusão por eletroescória (ESR) e Metalurgia do Pó (P/M) são usados quando graus específicos de aço para ferramentas, propriedades desejadas ou necessidades de aplicação os exigem.

• Forno de arco elétrico (EAF)

O Forno a Arco Elétrico (EAF) é o método primário para fundir aço para ferramentas. Recomendamos usar o processo EAF quando utilizar uma grande quantidade de materiais reciclados é importante para economia de custos e sustentabilidade ambiental. Também é ideal para produzir grandes quantidades de aço para ferramentas com qualidade consistente.

Processo:

No processo EAF, a sucata de aço é carregada no forno e derretida usando um poderoso arco elétrico. Elementos de liga são adicionados para atingir a composição química desejada. O aço fundido é então refinado para remover impurezas e garantir homogeneidade. Após o refino, o aço é despejado em moldes para formar lingotes, que são posteriormente recozidos para reduzir tensões internas.

• Fusão por eletroescória (ESR)

Electroslag Melting (ESR) é uma técnica avançada de refino. É particularmente valiosa para aços para ferramentas que exigem alta pureza e excelentes propriedades mecânicas. Aconselhamos escolher ESR quando alta pureza e excelente qualidade de superfície são cruciais para a aplicação do aço para ferramentas.

Processo:

O eletrodo de aço consumível é submerso em uma poça de escória fundida dentro de um molde resfriado a água. Uma corrente elétrica é passada através do eletrodo, fazendo com que ele derreta e goteje na escória. Conforme o aço fundido passa pela escória, as impurezas são removidas, e o aço se solidifica em um lingote homogêneo com uma microestrutura refinada.

• Metalurgia do Pó (PM)

A Metalurgia do Pó (PM) é um processo de fabricação avançado usado para produzir aços para ferramentas altamente ligados com distribuição uniforme de carboneto. Sugerimos utilizar a Metalurgia do Pó ao produzir aços para ferramentas com composições de ligas complexas que são difíceis de obter por meio de métodos tradicionais de fusão. Também é ideal para fabricar formatos de ferramentas precisos e intrincados com desperdício mínimo de material

Processo:

Neste processo, pós metálicos são cuidadosamente misturados com elementos de liga e compactados no formato desejado usando moldes. Os pós compactados são então sinterizados em altas temperaturas, fazendo com que as partículas se liguem e formem uma peça sólida. Este método garante uma distribuição fina e uniforme de carbonetos, aumentando a usinabilidade e a resposta de endurecimento do aço ferramenta.

2. Fundição

• Fundição Contínua

A fundição contínua envolve o fluxo constante de aço fundido em um molde resfriado, produzindo fios longos e uniformes que podem ser rapidamente solidificados e diretamente laminados em formas desejadas. Este método oferece alta eficiência e consistência, tornando-o ideal para produção em massa.

• Fundição de lingotes

Isso envolve despejar aço fundido em moldes grandes e estacionários para formar blocos discretos. Embora mais lento e trabalhoso, o lingotamento fornece maior controle sobre as taxas de resfriamento e pode acomodar composições de ligas especializadas. Essa técnica é especialmente apropriada para aços de ferramentas de alta qualidade que exigem refinamento microestrutural meticuloso.

3. Forjamento a quente e laminação

Forjamento a quente e laminação são etapas críticas na moldagem de aço para ferramentas e no aprimoramento de suas propriedades mecânicas. Durante o forjamento a quente, lingotes aquecidos são prensados usando matrizes de alta pressão para formar tarugos, barras ou outras formas preliminares. A laminação então refina ainda mais essas formas passando o aço por vários laminadores, alcançando dimensões precisas e espessura uniforme.

Alcançamos alta qualidade consistente e tolerâncias rigorosas por meio de maquinário avançado controlado por computador e monitoramento em tempo real. Nossos rigorosos controles de qualidade garantem que cada lote de aço para ferramentas atenda aos mais altos padrões de desempenho.

4. Desenho a quente e a frio

Desenho a quente envolve puxar aço ferramenta através de matrizes em temperaturas elevadas, tipicamente até 540 °C (1000 °F). Este processo aumenta a ductilidade, permitindo reduções significativas na seção transversal sem quebra. Várias passagens podem ser necessárias para obter a forma e as medidas desejadas. 

Trefilação a frio é realizada em temperaturas próximas à temperatura ambiente para atingir dimensões precisas e excelente qualidade de superfície. Dada a alta resistência e a ductilidade restrita dos aços para ferramentas, a trefilação a frio é geralmente restrita a uma única passagem leve para evitar fratura. 

Diferentes tipos de aço para ferramentas e diferentes processos

Os aços para ferramentas são categorizados principalmente em seis tipos distintos com base em seus elementos de liga e propriedades específicas, adaptados para diversas aplicações.

• Endurecimento por água (série W)

A fundição de lingotes é o método preferido para aços de ferramentas da Série W. Devido à sua composição mais simples, não necessita de técnicas avançadas de fundição como ESR ou PM.

• Trabalho a frio (séries O, A, D)

Exige segregação mínima e distribuição uniforme de carboneto, geralmente obtida por meio de ESR ou VAR (refusão a arco a vácuo) para eliminar impurezas e aumentar a homogeneidade.

• Resistente a choques (Série S)

A refusão a arco a vácuo (VAR) é frequentemente utilizada para produzir esses aços, garantindo inclusões mínimas e uma microestrutura refinada. 

• Trabalho a quente (série H)

Beneficie-se dos métodos de fundição contínua que facilitam a formação de microestruturas resistentes e resilientes, adequadas para aplicações de alta temperatura.

• Alta velocidade (série M, T)

Exigem taxas de resfriamento precisas para formar estruturas martensíticas duras e resistentes ao desgaste. Lingotamento com resfriamento controlado ou fundição contínua seguida de têmpera rápida é preferível.

• Metalurgia do Pó (série PM)

A Metalurgia do Pó (P/M) é frequentemente o método de fundição preferido para essas classes especializadas. Além disso, o Processo Osprey pode ser empregado para produzir aços para ferramentas de granulação fina e altamente uniformes, adaptados para necessidades industriais específicas.

Se você quiser saber mais sobre os diferentes tipos e graus de aço para ferramentas, por favor Clique aqui.

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