O que é aço ferramenta

Como você pode imaginar, o aço ferramenta ganha seu nome por ser usado principalmente para ferramentas. Se você imaginar uma chave de fenda de aço, alicate ou uma chave inglesa, você estaria certo-mas os itens criados do grupo de aço ferramenta consistem em muito mais. Dentro da indústria siderúrgica, aço ferramenta também se refere a máquinas-ferramentas, incluindo aquelas usadas para fabricar outros produtos metálicos. Para atender aos padrões deste uso exigente, o aço ferramenta é conhecido por ser extremamente duro, resistente à abrasão e deformação, e sua capacidade de segurar uma aresta de corte. Embora a composição química do aço seja importante, o método de produção deve ser cuidadosamente controlado para atingir as qualidades adequadas esperadas no aço ferramenta.

Grupos aço ferramenta

O aço ferramenta é classificado em seis grupos, todos feitos de aço carbono ligado com um ou mais desses elementos principais: molibdênio, tungstênio, cromo e vanádio. A maioria dos aços-ferramenta origina-se de sucata de aço reciclada, mas nem toda sucata de aço é adequada para aços-ferramenta. Sucata de liga contendo elementos que resistem à oxidação (como níquel, cobalto ou cobre) irá impedir o desenvolvimento de carbonetos na estrutura do metal, e carbonetos são cruciais para a criação de aço ferramenta. Para garantir que o metal seja uma mistura ideal, o aço ferramenta normalmente consistirá em 75% de sucata complementada por sucata de aço comprada.

O primeiro passo é o derretimento primário, onde a sucata é aquecida até derreter. Na maioria das vezes isso é feito em um forno elétrico a arco (eaf) por ser um método de produção de baixo custo. No entanto, é fundamental evitar a contaminação durante o processo de fusão para criar o aço da mais alta qualidade. Enquanto o eaf é amplamente utilizado para aço ferramenta, existe algum risco de contaminação por poeira ou vestígios de metais resistentes à oxidação de lotes anteriores. Para o aço ferramenta de alto nível, um método alternativo conhecido como refino de eletroslag (esr) é usado para derreter o aço. Em vez de uma fornalha, o esr usa correntes elétricas para superaquecer e derreter lentamente o metal. Enquanto um processo mais caro, esr irá produzir um tipo mais refinado de aço sem imperfeições superficiais aparentes.

Após o derretimento e a liga, o aço é derramado em moldes do lingote e forjado então nas formas desejadas. É aqui que os seis grupos de aço ferramenta são determinados pelo seu processamento:

• Endurecimento da água: também conhecido como aço ferramenta do grupo w, a propriedade definidora deste grupo está sendo extinto pela água. A têmpera na água corre o risco de deformar ou rachar o aço com seu rápido resfriamento e resulta em um metal relativamente frágil. Por esta razão, o aço ferramenta endurecido à água não é considerado apropriado para usos industriais de alta temperatura; uma vez que a temperatura se aproxima de 300 graus fahrenheit, há um amolecimento perceptível das peças de aço. Itens típicos feitos de aço do grupo w incluem tesouras, ferramentas manuais menores e molas.

• Resistente ao choque: o aço ferramenta do grupo s é notável por sua tenacidade e capacidade de suportar impactos repetidos. Isso é conseguido usando aço de baixo carbono durante sua produção, pois maior teor de carbono resulta em um produto mais duro, porém mais quebradiço. Liga com silício, tungstênio e cromo dá resistência ao desgaste adicional e resistência à tração. É então extinto em óleo, o que permite um resfriamento mais suave do que a água e ajuda a produzir um metal com um alto grau de durabilidade. Itens feitos de aços ferramenta s-grupo incluem talheres morre, martelos de impacto para pregos armas e lâminas de cisalhamento usadas no corte de chapas de aço pesadas.

• Alta velocidade: este grupo é usado principalmente para ferramentas de corte, o que requer um tipo de aço muito duro e resistente à abrasão. Tungstênio, cromo e vanádio permitem que o aço hs resista a temperaturas muito altas, como o atrito térmico criado ao cortar outros metais. Ele também consegue segurar uma ponta com o uso repetido, permitindo velocidades mais altas durante o corte sem ter que pausar para voltar a afiar. O aço HS pode ser encontrado em várias ferramentas de corte, como brocas, lâminas de serra e fresas.

• Trabalho a quente: os aços de trabalho a quente (grupo h) são usados para cortar e moldar materiais a temperaturas muito altas. Para obter um aço que possa suportar exposição prolongada ao calor intenso, os aços do grupo h são feitos de um aço de baixo carbono com maior teor de liga. Isso produz um aço ferramenta com uma grande quantidade de carbonetos, dando-lhe boa tenacidade geral e resistência ao desgaste. O uso o mais comum para o aço quente do trabalho é produzir outros artigos do metal porque pode suportar o calor necessário para forjar e moldar outros metais. É usado em máquinas, como matrizes de pressão, extrusão e equipamentos de forjamento.

• Trabalho a frio: este tipo de aço ferramenta é reduzido ainda mais em três grupos conhecidos como série a (endurecido ao ar), série o (endurecido ao óleo) e série d (alto teor de carbono/cromo). Todos os três são destinados a serem usados para cortar ou formar materiais a baixas temperaturas.

• Finalidade especial: este grupo inclui aços ferramenta com elementos de liga como o níquel, que normalmente resistem à formação de carbonetos. O tempo e esforço extra necessários para produzir esses aços ferramenta os torna muito caros para fins gerais, então eles são fabricados para uso específico. Aço ferramenta para fins especiais pode ser encontrado em moldes de plástico, fundição de zinco e brocas.