Conteúdo
Guia de aço para ferramentas de alta velocidade
- João
O aço rápido (HSS) revolucionou o mundo da usinagem. No SteelPro Group, somos especialistas em fornecer soluções HSS de alta qualidade sob medida para suas necessidades.
O que é aço rápido?
Aço rápido é um aço de liga para ferramentas conhecido por manter a dureza e a resistência ao desgaste em temperaturas elevadas. Classificado em tipos à base de tungstênio (série T), à base de molibdênio (série M) e à base de cobalto (série K), ele exibe dureza excepcional, resistência ao desgaste e resistência ao calor. Com dureza vermelha superior em comparação com ferramentas tradicionais de aço carbono, ele atinge 62-65 HRC após tratamento térmico. Utilizado principalmente em operações de usinagem de alta velocidade, é ideal para ferramentas de corte como brocas e fresas de topo.
Por que é chamado de aço rápido?
É chamado de “aço rápido” porque retém sua dureza em altas velocidades de corte, mesmo quando aquecido a cerca de 1100°F (593°C). Essa capacidade, conhecida como dureza vermelha, permite que ele funcione em velocidades muito maiores do que os aços carbono tradicionais.
Quais são as propriedades do aço rápido?
Alto teor de liga:O aço rápido contém uma mistura de elementos como tungstênio, molibdênio, cromo, vanádio e, às vezes, cobalto.
Alta Dureza: Após o tratamento térmico, o HSS normalmente atinge uma faixa de dureza de 62-65 Rockwell C (HRC). Ele retém sua dureza em temperaturas elevadas.
Resistência ao desgaste excepcional: O conteúdo de carboneto (principalmente carbonetos de tungstênio, molibdênio e vanádio) no HSS aumenta significativamente a resistência ao desgaste. Ele mantém o fio de corte por muito mais tempo do que outros aços para ferramentas.
Resistência equilibrada: O HSS tem um bom equilíbrio entre dureza e tenacidade. Embora não seja tão tenaz quanto os aços para ferramentas de trabalho a frio, é mais tenaz que as ferramentas de carboneto, que são quebradiças em comparação.
Custo relativamente alto: O aço rápido é mais caro do que o aço carbono convencional devido aos seus elementos de liga e tratamento térmico especializado. No entanto, o custo é compensado por sua capacidade de desempenho em velocidades mais altas.
Visão geral dos tipos e graus de aço rápido
Para atender às diversas necessidades de operações de corte e usinagem, o HSS é classificado em várias categorias com base em seus elementos de liga e características de desempenho. Abaixo estão as classificações primárias:
Baseado em tungstênio (série T)
Conhecido por seu alto teor de tungstênio, ele oferece excelente resistência ao desgaste e dureza vermelha, ideal para ferramentas de corte de alta temperatura, como fresas.
- M1: Um HSS de uso geral adequado para corte interrompido, oferecendo desempenho consistente em diversas aplicações.
- M7: Um grau HSS N-modificado com excelente dureza, comumente usado em brocas helicoidais e outras ferramentas de precisão.
Baseado em molibdênio (série M)
Com maior teor de molibdênio, é mais econômico que a Série T, ao mesmo tempo em que oferece desempenho comparável, sendo amplamente utilizado em ferramentas de uso geral, como brocas e machos.
- M2: O HSS mais amplamente utilizado, equilibrando durabilidade, eficiência de corte e custo, ideal para ferramentas de uso geral.
- M2 euros: Uma variante de alto C do M2, comumente usada na Europa, que oferece dureza ligeiramente maior com uma pequena redução na tenacidade.
- M3-1: Projetado com maior teor de C e V, proporcionando melhor resistência ao desgaste e mantendo as propriedades sob condições de alta temperatura.
- M3-2: Apresenta C e V mais altos que o M3-1, melhorando significativamente o desempenho de corte e a vida útil da ferramenta.
- M4: Conhecido pela alta resistência ao desgaste devido ao grande volume de VC duro, tornando-o ideal para aplicações de corte exigentes.
Baseado em cobalto (série K ou subconjunto da série M)
Aprimorado com cobalto (por exemplo, M35, M42), oferece dureza vermelha superior e resistência ao calor, perfeito para cortar materiais duros como aço inoxidável.
- M35: Uma versão co-aprimorada do M2, melhorando a dureza e a dureza vermelha, amplamente utilizada em ferramentas de corte na Europa.
- M42: Um super HSS com alto teor de Co, proporcionando dureza e resistência ao desgaste excepcionais, confiando na dureza em vez de grandes quantidades de VC.
- CPM Rex76/M48: Um PM HSS premium projetado para longas tiragens de produção, usinagem pesada e materiais abrasivos, comumente usado em ferramentas de fresagem.
O aço rápido também inclui dois tipos exclusivos, conforme a seguir:
Notas CPM como CPM M4 e CPM T15 são feitos usando metalurgia do pó, garantindo uma microestrutura uniforme que aumenta a resistência ao desgaste e a tenacidade. Seu processo de fabricação avançado os torna mais caros, mas ideais para aplicações de precisão de alto estresse.
- CPM4: Uma variante PM do M4 que oferece resistência e confiabilidade superiores, especialmente em aplicações de trabalho a frio, como punções e matrizes.
- CPMT15: Uma variante PM do T15 com tenacidade e moabilidade bastante melhoradas, tornando-o uma escolha popular para ferramentas de brochamento.
- PM30: Uma variante PM co-aprimorada do M3-2 que combina alta tenacidade com excelente eficiência de corte, adequada para aplicações de alto desempenho.
Aço rápido intermediário tem menos tungstênio e molibdênio, tornando-o mais acessível, mas ainda forte e resistente. É frequentemente usado em peças aeroespaciais e industriais onde corte de alta velocidade ou resistência extrema ao calor não são necessários, e processamento mais fácil é preferido.
- M50: Um HSS intermediário de baixo custo, adequado para ferramentas como brocas helicoidais e equipamentos para marcenaria, onde a dureza vermelha é menos crítica.
Composição química dos tipos de aço rápido
| Tipo | Notas | C | Mn | Si | Cr | C | Mo | V | Co |
| Série T | M1 | 0.82 | 0.25 | 0.4 | 3.75 | 1.55 | 8.5 | 1.15 | – |
| Série M | M2 | 0.85 | 0.25 | 0.3 | 4.15 | 6 | 4.8 | 1.85 | – |
| Série M | M2 euros | 0.91 | 0.25 | 0.3 | 4 | 6.15 | 4.85 | 1.75 | – |
| Série M | M3-1 | 1.04 | 0.25 | 0.3 | 3.9 | 5.9 | 4.9 | 2.35 | – |
| Série M | M3-2 | 1.21 | 0.25 | 0.3 | 4.1 | 6 | 5.5 | 2.9 | – |
| Série M | M4 | 1.33 | 0.25 | 0.3 | 4.5 | 5.5 | 5.5 | 3.85 | – |
| Série PM | CPM M4 | 1.45 | 0.25 | 0.3 | 4.5 | 5.5 | 5.5 | 3.85 | – |
| Série T | M7 | 1 | 0.3 | 0.4 | 3.6 | 1.6 | 8.55 | 1.9 | – |
| Co-série | M35 | 0.93 | 0.3 | 0.3 | 4.2 | 6.25 | 5 | 1.9 | 4.9 |
| Co-série | M42 | 1.08 | 0.3 | 0.45 | 3.85 | 1.5 | 9.5 | 1.2 | 8 |
| Co-série | CPM Rex 76/M48 | 1.55 | 0.2 | 0.4 | 4 | 10 | 5.25 | 3.1 | 9 |
| Série Int | M50 | 0.83 | 0.3 | 0.3 | 4.1 | 1.15 | 4.5 | 1.05 | – |
| Série Int | M52 | 0.9 | 0.3 | 0.3 | 4.2 | 1.15 | 4.5 | 1.95 | – |
| Série PM | CPMT15 | 1.6 | 0.3 | 0.3 | 4.25 | 12.25 | 0.75 | 5 | 5 |
| Série PM | PM30 | 1.28 | 0.3 | 0.3 | 4.2 | 6.4 | 5 | 3.1 | 8 |
Comparação de desempenho de graus de aço rápido
| Notas | HRC | Usinabilidade |
| M1 | 55 | 65 |
| M2 | 50 | 65 |
| M2 euros | 50 | 65 |
| M3-1 | 40 | 66 |
| M3-2 | 35 | 66 |
| M4 | 35 | 65 |
| CPM4 | 45 | 65 |
| M7 | 45 | 66 |
| M35 | 45 | 65 |
| M42 | 35 | 68 |
| CPM Rex76/M48 | 15 | 69 |
| M50 | 65 | 63 |
| CPMT15 | 25 | 67 |
| PM30 | 30 | 67 |
Para que é usado o aço rápido?
- Brocas
- Fresas de topo
- Torneiras e matrizes
- Alargadores
- Lâminas de serra
- Ferramentas de torno
- Cortadores de Engrenagens
- Broches
- Socos
Quando o aço rápido foi inventado?
O aço rápido (HSS) foi inventado em 1910 por Frederick Winslow Taylor e Maunsel White. Isso marcou um avanço na tecnologia de ferramentas de corte. A seguir, uma breve visão geral dos principais marcos na história do aço rápido.
1868: Robert Forester Mushet desenvolveu o aço Mushet, o precursor do HSS moderno. Ele continha 2% C, 2,5% Mn e 7% W, e endureceu com resfriamento a ar.
1899–1900: Frederick Winslow Taylor e Maunsel White da Bethlehem Steel melhoraram aços para ferramentas como o aço Mushet por meio de experimentos. Seu processo de tratamento térmico permitiu que o aço retivesse a dureza em altas temperaturas, triplicando as velocidades de corte. Isso se tornou o processo Taylor-White, exibido na Exposição de Paris de 1900.
1910:O primeiro HSS oficialmente classificado, AISI T1, foi introduzido e patenteado pela Crucible Steel Co.
Era da Segunda Guerra Mundial: A escassez de material levou ao desenvolvimento de HSS à base de molibdênio, como AISI M1 e M2, oferecendo alternativas econômicas ao HSS à base de tungstênio. Essas classes se tornaram amplamente utilizadas.
Aço rápido vs. aço carbono
Se durabilidade e eficiência de corte são suas prioridades, o HSS supera o aço carbono por uma ampla margem.
O HSS é projetado para operações de alta temperatura, mantendo sua dureza e capacidade de corte mesmo quando aquecido a cerca de 1100°F (593°C). Isso o torna ideal para ferramentas de usinagem como brocas e machos, especialmente em altas velocidades.
Em contraste, o aço carbono, embora mais acessível e fácil de afiar, perde sua dureza e retenção de fio sob altas temperaturas, limitando-se a aplicações de baixa velocidade ou ferramentas manuais.
Aço rápido vs. carboneto
O carboneto oferece maior desempenho para tarefas específicas. O HSS continua sendo uma opção versátil e econômica para uma gama mais ampla de usos.
Ferramentas de carboneto se destacam em usinagem de alta velocidade e alta precisão e podem cortar materiais mais duros com resistência superior ao desgaste. No entanto, o carboneto é quebradiço, o que o torna menos adequado para cortes interrompidos ou operações propensas a impactos.
O HSS, por outro lado, é mais resistente e mais flexível, o que o torna ideal para ferramentas de uso geral e aplicações que exigem durabilidade sob estresse.
Parceiro do SteelPro Group para excelência em aço rápido
O SteelPro Group está comprometido em fornecer produtos HSS de alto nível e orientação especializada para ajudar você a atingir seus objetivos. Não importa se você está atualizando suas ferramentas ou planejando novos projetos, entre em contato conosco hoje mesmo para descobrir como nossas soluções podem fazer a diferença. Vamos construir seu sucesso juntos!
