VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PLÁSTICOS

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1 AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PLÁSTICOS CONTRIBUIÇÕES PARA A COMPETITIVIDADE DA FERRAMENTARIA NACIONAL Eng. M. Eng. Paulo Haddad Assessoria Técnica

2 TRABALHANDO PARA O FORTALECIMENTO DA CADEIA!

3 Interações Partindo da VILLARES METALS na Cadeia de Ferramentas, Moldes e Matrizes Design Projeto Aço Usinagem Tratamento Térmico Acabamento Uso Entidades de Classe Sistema Educacional

4 CASO PRÁTICO MOLDES PLÁSTICOS - Moldes e matrizes utilizados na conformação de polímeros normalmente por injeção, extrusão ou sopro. -Classificação: AISI tipo P (P20); Inoxidáveis: AISI 420, WNr Principais requisitos em aços para moldes plásticos: - Resistência Mecânica; - Boa usinabilidade; - Boa polibilidade; - Resistência a corrosão (plásticos clorados ou ambientes úmidos).

5 SOLDABILIDADE SIMPLICIDADE DE TRATAMENTO TÉRMICO RESPOSTA À NITRETAÇÃO USINABILIDADE REQUISITOS DOS AÇOS PARA MOLDES PARA TRANSFORMAÇÃO DE PLÁSTICOS RESISTÊNCIA MECÂNICA CONDUTIBILIDADE TÉRMICA INOXIDABILIDADE RESPOSTA À TEXTURIZAÇÃO POLIBILIDADE

6 MOLDES PLÁSTICOS

7 COMPONENTES Câmaras Quentes Placas de Refrigeração

8 Desenvolvimento da Liga e Modelagem Termodinâmica: - Estabilidade Microestrutural; - Soldabilidade; - Resistência a Corrosão; - Usinabilidade;

9 PRODUÇÃO DO AÇO Típicas temperaturas máximas de conformação: 1150 a 1260ºC Aços inoxidáveis de baixo carbono e baixo níquel Temperatura ideal de forjamento Temperatura elevada de forjamento

10 MOTIVAÇÃO Desenvolver um aço que atenda as principais necessidades da cadeia de moldes e matrizes: - Ferramentarias: Alta usinabilidade; - Usuários finais: Resistência a corrosão; - Fabricante de aço (Usina): Facilidade de conformação.

11 MODELAGEM ALLOY DESIGN US Patents No 6,045,633 e No 6,358,344 aust. aust. ferrita ferrita Liga comercial 1 Liga comercial 2

12 MODELAGEM ALLOY DESIGN Efeito do Nitrogênio

13 MODELAGEM ALLOY DESIGN Efeito do Manganês

14 MODELAGEM ALLOY DESIGN Mapa de fases - Comercial 1 Mapa de fases -

15 ESTABILIDADE MICROESTRUTURAL CONFIRMAÇÃO DOS CÁLCULOS TERMODINÂMICOS 35 Liga Comercial 1 30 Liga Pesquisada 1 % Ferrita Delta Limite aceitável Temperatura de Homogeneização (ºC) Homogeneização por 24 horas a 1120, 1150, 1180, 1200, 1230 e 1260ºC seguido de resfriamento ao ar. Liga Comercial 1 0,04N e 1,3Mn Efeito do Nitrogênio 0,05N e 1,3Mn Efeito combinado do N e Mn a) b) c)

16 PROPRIEDADES SOLDABILIDADE Gleeble 1500D Aquecimento a 1400ºC (50ºC/s) patamar de 5 segundos e resfriamento via garras de cobre.

17 PROPRIEDADES RESISTÊNCIA A CORROSÃO VP420T VP20ISO Condição Inicial Após 6 meses sem proteção superficial.

18 PROPRIEDADES USINABILIDADE EM FRESAMENTO Testes de abertura de cavidade em fresamento Centro de Usinagem C 600 U Hermle CCM ITA. Desempenho superior em 36%

19 PROPRIEDADES CARACTERÍSTICAS QUE FAVORECEM A USINAGEM Sulfetos de Mn Elevada estabilidade dimensional.

20 TESTES DE CAMPO PLACA DE REFRIGERAÇÃO COM 32 CAVIDADES 780 mm

21 CONCLUSÕES - possui excelente usinabilidade por ser um aço ressulfurado e apresentar alta estabilidade dimensional após seu beneficiamento. - O baixo teor de carbono do aço contribuiu para uma boa resposta a soldagem, proporcionando pequenas variações de dureza na região afetada pelo calor. - O aço torna-se uma interessante contribuição para a cadeia de moldes e matrizes, tendo em vista que ele atende os principais requisitos do setor nas aplicações de câmaras quentes e componentes.

22 REFERÊNCIAS [1] Roberts, G., Krauss, G., Kennedy, R.. Tool Steels, 5th Edition; [2] Bacalhau, J. B., Gonçalves,C.S., : Aço inoxidável de alta usinabilidade para o segmento de moldes plásticos, Revista CD Destaque, Abril, 2011; [3] US Patents No 6,045,633 e No 6,358,344. [4] Bacalhau, J. B., Farina, A. B. Souza, E. N., Barbosa, C.A, Thermodynamic simulation of nitrogen and manganese contents in delta ferite formation of plastic mold stainless steel. Calphad Conference, Poster Presentation, [5] POLIMOLD INDUSTRIAL. Sistema de câmara quente e acessórios: catálogo São Paulo: Polimold Industrial: p. [6] FOUNDATION OF COMPUTATIONAL THERMODYNAMICS. Thermo-Calc Software User s Guide: Version S. Stockholm, Sweden: FCT, [7] Trent, M. C., Wright, P. K., Metal cutting principles. 4.ed. London: Butterworth-Heinemann, p. [8] AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook: Machining, v ed. Metals Park: Ohio, 1989.

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