Edição 3 UDDEHOLM HOTVAR

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1 Edição 3 UDDEHOLM HOTVAR

2 Informações Gerais HOTVAR é um aço para trabalho a quente de alta performance ligado ao molibdênio-vanádio, que é caracterizado por: Alta resistência à abrasão a altas temperaturas Boa propriedade a altas temperaturas Alta resistência à fadiga térmica Boa resistência ao revenimento Boa condutibilidade térmica Composição química % : Especificação comparativa: Condição de fornecimento: Cores de identificação: C 0,55 Si 1,0 Não existe Mn 0,75 Cr,6 Recozido para ~ 10 HB vermelho / marrom Mo,5 Melhoria da performance da ferramenta V 0,85 HOTVAR é um aço para trabalho a quente, premium especial desenvolvido pela Uddeholm para manter uma boa performance da ferramenta a uma temperatura menor do que 650ºC. Os elementos de liga do HOTVAR são balanceados para dar uma alta resistência a boas propriedades a altas temperaturas. HOTVAR é fabricado através de uma técnica especial. Dados Físicos Coletados a temperatura ambiente e a temperaturas elevadas Temperatura 0ºC 400ºC 600ºC Densidade kg/m lbs/m 3 0,81 0,77 0,74 Módulo de Elasticidade Mpa psi ( x10 ) 30,50 6,10 0,30 Coeficiente de expansão térmica por ºC a partir de 0ºC - 1,6 x , x 10-6 Condutibilidade térmica W/m ºC Propriedades Mecânicas Valores aproximados à temperatura ambiente Dureza 54 HRC 56 HRC 58 HRC Tensão de compressão Rm 100 MPa 136 tsi psi 00 MPa 14 tsi psi 300 MPa 149 tsi psi Tensão de alongamento Rp0, Mpa 117 tsi psi 1 80 Mpa 119 tsi psi Mpa 11 tsi psi Aplicação HOTVAR é uma qualidade para trabalho a quente indicada para aplicações onde a abrasão e deformações plásticas são os mecanismos de falhas dominantes. Aplicações e ferramentas com especial enfoque em: Forjamentos a morno, matrizes e machos Conformação por laminação, segmentos laminadores Forjamento orbital, matrizes e machos Recalcadores a quente, ferramenta de conformação Forjamento progressivo, matrizes Ferramentas de laminar radial a quente, espiga e laminador Forjamento de cruzetas, segmentos Dobramento a quente, ferramentas Calibragem a quente, ferramentas Injeção de Zinco, matrizes Extrusão de tubos de Alumínio Resistência ao calor Matrizes para laminação axial fechado Resistência ao calor do sentido longitudinal O nível de dureza recomendada é de HRC. Para melhorar a resistência à abrasão a ferramenta pode ser nitretada a plasma ou carbonitretada. Propriedades Todas as amostras foram retiradas dos centros das barras red. 115mm. Por outro lado, é indicado para todas as ferramentas temperadas a 1050ºC, resfriadas ao ar e revenidas vezes por duas horas a 575ºC com a dureza correspondente a 56 HRC. Temperatura Efeito da temperatura no teste de impacto Testes em Charpy-V, amostras da direção transversal 1

3 Energia de Impacto Tempo, horas Temperatura de Teste Efeito do tempo e da temperatura, na dureza Abaixo são demonstrados os efeitos da manutenção a altas temperaturas. As amostras foram temperadas e revenidas previamente para 54, 56 e 58 HRC Tratamento Térmico Recozimento para amolecimento Proteger a superfície e aquecer a 80ºC. Então, resfrie lentamente 10 ºC/hora até 600ºC, depois livremente ao ar. Alívio de Tensões Após usinagem bruta, a ferramenta deve ser aquecida até 670ºC por duas horas, após a ferramenta atingir a temperatura. Esfriar lentamente até 350ºC, depois livremente ao ar. Têmpera Pré-aquecimentos: primeiro patamar ºC, segundo patamar 850ºC Austenitização: ºC, normal 1050ºC, mas se precisar da dureza máxima utilizar a temperatura de 1070ºC. Tempo, horas Tempo, horas Temperatura Tempo de Dureza após revenimento encharque* com diam. 5 mm ºC minutos Óleo Ar ±1 59 ± ±1 60 ±1 *Tempo de encharque = tempo de permanência a temperatura de austenitização escolhida após a ferramenta ter atingido a temperatura Proteger a ferramenta contra a descarbonetação e oxidação durante a têmpera. Meios de Resfriamento Ar ou gás a alta velocidade. Vácuo (gases a alta velocidade com pressão positiva suficiente). Banho de martêmpera a ºC. Banho de martêmpera a 180-0ºC. Óleo quente, aprox. a 80ºC. Nota 1: Revenir imediatamente após ferramenta atingir 50-70ºC. Nota : Para se obter a melhor propriedade do aço a velocidade de resfriamento deve ser o mais rápido possível, porém não a ponto de provocar uma grande distorção ou trinca.

4 Gráfico CCT Temperatura de Austenitização 1050ºC, Tempo de encharque 30 minutos. Curva de resfriamento, Nº Dureza, HV T (seg) Dureza, tamanho de grão e austenita retida em função da temperatura de austenitização escolhida. Exemplo diâmetro de 5 mm. Tamanho dos grãos ASTM Austenita Retida, % Revenimento Escolha a temperatura de revenimento de acordo com a dureza desejada, baseado no gráfico abaixo. Revenir no mínimo duas vezes com resfriamento até a temperatura ambiente, intermediário. Com manutenção de duas horas a temperatura escolhida. Gráfico de Revenimento Temperatura de Austenitização Temperatura de Revenimento (+ horas) Se revenir a 50ºC, duas vezes por duas horas cada, a dureza obtida deverá ser de HRC.

5 Distorção dimensional durante a têmpera e o revenimento Durante a têmpera e os revenimentos, a ferramenta é exposta a tensões de calor e transformações. Que inevitavelmente resulta em mudanças, assim como a distorção dimensional. Por isto, recomenda-se deixar um sobremetal antes da têmpera e dos revenimentos. Normalmente as medidas no sentido da maior dimensão tendem a diminuir, e no sentido da menor dimensão aumentar, porém depende das medidas, do projeto e da velocidade de resfriamento na tempera. Para o HOTVAR recomenda-se deixar um sobremetal da ordem de 0,4% em todas as direções. Nitretação e Carbobnitretação A nitretação e carbonitretação conferem uma camada dura, resistente à abrasão e erosão. Porém esta camada é frágil e pode fissurar ou destacar-se quando submetidas às tensões mecânicos e térmicas, este risco é proporcional à espessura da camada. Antes da nitretação a ferramenta deve ser temperada e revenida a uma temperatura 50ºC maior do que a temperatura de nitretação. É preferível nitretar a plasma porque se tem um melhor controle sobre o potencial do nitrogênio. Nitretação à plasma realizado a 480ºC com a mistura de 75% de hidrogênio e 5% de nitrogênio, confere uma dureza superficial de aprox. 1000HV 0,. HOTVAR pode ser também nitrocarbonetado a gás ou banho de sal. A dureza superficial nestes casos será da ordem de 900HV 0,. Camada Nitretada Processo Nitretação a plasma a 480ºC Carbonitretação -com gas a 580ºC -em banho de sal a 580ºC Tempo 10 30,5 1 Espessura mm pol. 0,18 0,7 0,0 0,13 0,0070 0,0106 0,0080 0,0050 HOTVAR apresenta melhor nitretabilidade do que o AISI H13, por isto o tempo de nitretação do HOTVAR deve ser menor em relação ao AISI H13, se não corre-se um considerável risco de que a camada seja muito grande. Recomendações para a usinagem A tabela de usinagem abaixo é válida para o HOTVAR recozido, cujos valores devem servir de guia e adaptados às condições existentes no local. Informações detalhadas podem ser obtidas nos folhetos da Uddeholm Tabelas de usinagem. Parâmetros Torneando com para dados Desbaste Fino Velocidade (Vc) m/min f.p.m mm/r 0,3 0,6-0,3 i.p.r 0,01-0,04-0,01 com ferramenta de aço rápido Fino ,3-0,01 Profundidade do corte (a p ) mm Designação de metal duro ISO P0 P30 Revestidos Superficial e fresagem de cantos Parâmetros para dados P10 Revestidos ou cermet com Desbaste Fina com ferramenta de aço rápido Fina Velocidade (Vc) m/min. f.p.m mm/dente 0,-0,4 0,1-0, -0,1 Profundidade do corte (a p ) mm -5 pol. 0,08-0,0 Designação de metal duro ISO P0 P40 Revestidos - -0,08 P10 P0 Revestidos ou cermet - -0,08 de Topo Laminador Parâmetros como Insertos Intercam- para dados biáveis Aços rápido Velocidade (Vc) m/min. f.p.m mm/dente pol/dente 0,03-0,0 ) 0,001-0,008 ) 0,08-0,0 ) 0,003-0,008 ) 0,05-0,35 ) 0,00-0,014 ) Designação de metal duro ISO K10, P40 P0 P ) Para frezas de HSS com cobertura Vc = 40 m/min ) Depende da profundidade radial do corte e do diâmetro da pastilha Furação Broca helicoidal de aço rápido Diâmetro da broca Velocidade de corte(vc) mm m/min f.p.m mm/r i.p.r ,08-0,0 0,003-0, ,0-0,30 0,008-0, ,30-0,35 0,01-0, ,35-0,40 0,014-0,016 *Para frezas de HSS Vc=0 m/min. (80 f.p.m) --

6 Perfuração com metal duro Tipo de broca Parâmetros Com ponta de Inserto para dados Inteiriça metal duro e Intercambiável Refrigerado 1 ) Velocidade (Vc) m/min f.p.m mm/r 0,05 0,5 ) 0,10-0,5 ) 0,15-0,5 ) i.p.r. 0,00-0,010 0,004-0,01 0,006-0,01 1)Broca com canais refrigerantes e ponta de metal duro soldado )Dependendo do diâmetro da broca. Retífica Um guia geral com recomendações é dada abaixo. Maiores informações poderão ser encontradas no catálogo Uddeholm Retífica para aços ferramentas. Recomendações Tipo de Retífica Condição de Condição de revenido temperado Retificação facial de A 46 HV A 46 GV rebolo plano. Retificação de Superfície A 4 GV A 36 GV Segmentos Retificação cilíndrica A 46 LV A 60 JV Retificação interna A 46 JV A 60 JV Retificação de perfil A 100 LV A 10 JV Soldagem Bons resultados de solda são obtidos quando são seguidos alguns cuidados durante a soldagem (temperatura elevada de trabalho, preparação da junta, escolha do eletrodo e procedimentos de solda). Método de Soldagem Temperatura de Trabalho Consumíveis TIG MMA (SMAW) ºC ºC QRO 90 TIG WELD QRO 90 WELD Dureza após a soldagem HRC HRC Tratamento térmico após a soldagem: Condição de Temperado Revenir a uma temperatura de 10-0ºC menor do que a temperatura de revenimento original. Aquecer totalmente a 80ºC, resfriar lentamente Condição de no forno a 10ºC/hora até 650ºC, depois ao ar Recozimento livre. Informações detalhadas podem ser encontradas na brochura técnica publicada pela Uddeholm, Soldagem dos aços ferramenta. Usinagem por Eletro-erosão Se a erosão for realizada com a ferramenta temperada e revenida, a camada branca refundida deve ser removida por usinagem por remoção de cavacos como retificação ou lixamento. A ferramenta deve ser revenida também a uma temperatura aprox. 5ºC menor do que a última temperatura de revenimento. Maiores detalhes são encontrados na brochura técnica publicada pela Uddeholm EDM nos aços ferramenta. Futuras Informações Para maiores informações sobre tratamento térmico, aplicações e disponibilidade de material consulte nosso departamento técnico através do Tel.: , ou pelo uddeholmvendas@steelcenter.com.br 3ª Edição, Janeiro, 005 3

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