Ferramentaria Moderna

9 de fevereiro de 2011

Tratamento térmico do aço melhora desempenho dos moldes de injeção

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Publicado por: Jose Paulo Sant Anna
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    A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define tratamentos térmicos como as operações de aquecimento, manutenção de temperatura e resfriamento de metais ferrosos e não ferrosos. São indicados para adicionar diferentes propriedades aos materiais. Na indústria de plástico, os fabricantes de moldes para injeção são os maiores usuários desses tratamentos. O aço predominante entre as ferramentas é o P20, usado, segundo estimativas de especialistas no mercado, em quase 90% dos casos. Os principais fornecedores desse tipo de metal muitas vezes o comercializam já beneficiado com os tratamentos necessários. Basta usiná-lo e as matrizes estão prontas para o uso. Em alguns casos, porém, quando a solicitação da ferramenta exige desempenho superior, o P20 necessita de ações extras, como um tratamento térmico superficial.

    De acordo com as exigências do projeto, podem ser usados aços mais nobres nos moldes, como o H13. A liga é indicada, por exemplo, para matrizes voltadas para a transformação de materiais abrasivos, como plásticos de engenharia ou compostos enriquecidos com fibras. Ou para projetos nos quais são exigidos elevados graus de polibilidade, indicados na produção de faróis ou lanternas para automóveis, entre outros exemplos. O H13 não é vendido beneficiado e, nesse caso, a realização de tratamentos térmicos se torna obrigatória. Em mais de 90% das vezes, o serviço é feito nas cavidades, partes das matrizes sujeitas a condições de uso mais rigorosas.

    Para realizar esses tratamentos, os fabricantes de matrizes contratam empresas do ramo, com equipamentos e tecnologia voltados para atender a diferentes necessidades. “Para cada parte do molde necessitamos de um tipo de tratamento e contratamos os serviços de especialistas”, diz Bruno Chagas, supervisor da engenharia de projetos da Moltec, ferramentaria cuja atuação é bastante voltada para projetos de matrizes destinados à indústria de embalagens. “Usamos muitos aços importados, formados por ligas nobres, a maioria inoxidáveis. Os tratamentos necessários dependem da solicitação feita para cada peça, algumas são mais sujeitas aos atritos, compressão, cisalhamento e outros tipos de desgastes”, resume.

    Entre as especializadas, podemos citar Bodycote Brasimet, Isoflama e Thermix, que contam com estruturas adequadas para atender clientes dos mais variados segmentos industriais. O nicho de moldes para injeção não representa a fatia mais expressiva de seus negócios. Nem por isso deixa de ser importante. Com o aquecimento da economia e o uso do plástico em aplicações cada vez mais variadas, as solicitações do setor vêm apresentando significativa evolução nos últimos anos. As empresas apenas lamentam a importação desenfreada de moldes chineses, o que atrapalha o desempenho dos fabricantes de matrizes e seus fornecedores.

    Plástico Moderno, Tratamento térmico do aço melhora desempenho dos moldes de injeção

    Forno da Bodycote é o único com certificado aeroespacial

    Os mais usados – São dois os tratamentos térmicos mais solicitados para as ferramentas, a têmpera e o revenimento. A têmpera eleva a dureza do material. Ele fica frágil, impossível de ser usado como peça de um molde. O revenimento torna possível sua utilização. Os dois tratamentos combinados melhoram as propriedades mecânicas, elétricas e magnéticas do material. Os metais ficam mais resistentes ao desgaste por abrasão, adesão e corrosão. Também ganham tenacidade, entre outras vantagens.

    Na têmpera, o aço é colocado em um forno até atingir a temperatura de aproximadamente dois terços de seu ponto de fusão. Depois de permanecer nessa temperatura por um período, ocorre rápido resfriamento. A operação alcança melhores resultados quando os fornos utilizados funcionam a vácuo. A ausência de ar garante algumas vantagens. O processo é limpo e mais fácil de ser controlado dentro de tolerâncias menores de temperatura. O resfriamento, neste caso, pode ser feito por meio de gás nitrogênio injetado sob pressão nas peças aquecidas. Caso não seja necessário tal rigor, podem ser usados fornos de atmosfera controlada. O resfriamento, então, é feito em banhos de óleo ou em banhos de sais fundidos, processo cada vez mais em desuso por conta das agressões que causa ao meio ambiente.

    O revenimento consiste no aquecimento da matéria-prima temperada em até um terço de sua temperatura de fusão. Depois de determinado período, ocorre o resfriamento, executado de forma mais lenta do que na têmpera. Também nessa operação os fornos a vácuo são mais eficientes. Neles, o resfriamento pode ser feito com gás nitrogênio, em operações que duram entre uma hora e uma hora e meia.

    Em algumas situações os componentes dos moldes são muito exigidos e se tornam necessárias ações superficiais complementares. A mais comum é a nitretação, processo termoquímico voltado para a difusão de átomos de nitrogênio na superfície da matéria-prima. Uma camada superficial de um décimo de milímetro de nitreto pode aumentar a dureza superficial de um aço de 50 RC para 70 RC, por exemplo. Além de proporcionar maior resistência ao desgaste, passa a sofrer menos a ação do atrito, facilitando, por exemplo, a ejeção da peça plástica durante o ciclo de injeção.

    No caso das ligas usadas nos moldes, a nitretação feita a plasma é a mais indicada. O plasma é constituído por um gás, parcialmente ionizado, contendo íons e elétrons em equilíbrio dinâmico. Os íons são acelerados na direção do material devido à aplicação de um campo elétrico negativo nas peças a serem tratadas. Após a implantação, estes íons se neutralizam e penetram por difusão térmica no corpo do material.


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