Quando os clientes procuram nossa empresa em busca de aço para ferramentas, uma das perguntas mais comuns que ouço é: "Como posso ter certeza de que este aço está à altura do trabalho?" Como alguém que trabalha no fornecimento de aço para ferramentas há mais de uma década, sei que qualidade não é apenas uma palavra da moda - é o que separa uma ferramenta que dura 1.000 horas de outra que dura 10.000. Quer você seja um maquinista que molda peças personalizadas, um fabricante de moldes que fabrica componentes plásticos ou um fabricante de moldes que estampa metais, a qualidade do seu aço para ferramentas impacta diretamente seus resultados financeiros: menos tempo de inatividade, menos substituições e trabalho consistente e preciso. É por isso que quero revelar como testamos a qualidade do aço para ferramentas, para que você possa se sentir confiante em cada peça que compra.
Vamos começar com o básico: o aço para ferramentas não é um material que sirva para todos. Os testes que usamos variam ligeiramente dependendo do tipo - por exemplo, aços para trabalho a quente comoAço ferramenta SKD61têm requisitos diferentes dos aços rápidos usados para ferramentas de corte. Mas existem testes básicos e universais pelos quais todo aço para ferramentas deve passar, e algumas verificações específicas de classe que são mais importantes.
Primeiro, vamos falar sobre a composição química. Esta é a base da qualidade do aço para ferramentas. Cada classe possui uma mistura precisa de elementos: carbono para dureza, cromo para resistência ao desgaste, vanádio para resistência, molibdênio para tenacidade. Se o equilíbrio estiver desequilibrado, o aço irá falhar antes do esperado. Por exemplo, o aço rápido M35 depende de uma porcentagem específica de cobalto para reter a dureza em altas temperaturas de corte - se perder isso, sua fresa de topo amolecerá no meio do trabalho. Como testamos isso? Utilizamos espectrometria de emissão óptica (OES), técnica que vaporiza uma pequena amostra do aço e analisa a luz que ela emite para identificar cada elemento presente. Já vi muitas barras M35 falsificadas que economizam em cobalto, resultando em ferramentas que cegam duas vezes mais rápido do que deveriam. A OES detecta isso antes mesmo do aço sair do nosso armazém. Para classes de alta velocidade comoAço para ferramentas de alta velocidade M35eAço para ferramentas de alta velocidade T1, executamos testes OES em cada lote para garantir que o conteúdo de cobalto atinja a marca de 5% para M35 e a faixa correta de carbono para a estabilidade de alta temperatura do T1.
Em seguida, testamos a dureza. A dureza é um grande problema, mas não é apenas um único número – onde você mede é importante. Para aço ferramenta, usamos duas escalas principais: Rockwell C (HRC) para a maioria das aplicações e Vickers (HV) para verificações mais precisas. A chave aqui é a uniformidade. Um bom aço para ferramentas não deve ter um ponto muito mole (propenso a deformação) ou muito duro (propenso a lascar). Por exemplo, quando fornecemosPlaca de aço para ferramentas A2para a fabricação de matrizes, testamos em vários pontos na parte superior, inferior, bordas e centro da placa - para garantir que a dureza permaneça entre 58-62 HRC, o ponto ideal para a resistência ao desgaste do A2. Também testamos o núcleo de seções espessas, porque a dureza da superfície pode ser enganosa. Muitos fornecedores apenas testam a superfície, o que esconde problemas como tratamento térmico irregular. Para aplicações críticas, cortamos até mesmo uma pequena seção transversal e testamos a dureza em toda a espessura, para que nossos clientes saibam que cada parte de sua ferramenta resistirá.
A tenacidade é o outro lado da dureza - muito frágil e o aço irá rachar sob pressão; muito mole e vai dobrar. É aqui que entra o teste de impacto Charpy. Usinamos uma pequena amostra de aço entalhada, batemos nela com um pêndulo pesado e medimos quanta energia ela absorve antes de quebrar. Para ferramentas que suportam cargas de choque, como matrizes para trabalho a frio para estampagem de metal espesso, exigimos uma resistência mínima ao impacto. No ano passado, um cliente nos contou que suas matrizes A2 anteriores estavam quebrando após apenas 10.000 ciclos de estampagem. Quando testamos seu aço antigo, o valor Charpy era de 15 J, enquanto nossa barra de aço para ferramentas A2 tem um mínimo de 28 J. Essa pequena diferença adicionou mais 40.000 ciclos antes de sua primeira trinca. Para aços para trabalho a quente como o SKD61, a tenacidade é especialmente importante porque eles estão sujeitos a repetidos aquecimentos e fadiga térmica por resfriamento. Também realizamos testes de ciclo térmico, aquecendo e resfriando amostras centenas de vezes, para garantir que o SKD61 não quebre devido a essas oscilações de temperatura.
A resistência ao desgaste é outra questão inegociável e pode ser testada com o teste de desgaste abrasivo. Esfregamos um material abrasivo padronizado contra a amostra de aço sob uma carga fixa, medimos quanto material se desgasta durante um determinado período de tempo e comparamos com a especificação da classe. Para aços rápidos como o T1, que são usados para ferramentas de corte, a resistência ao desgaste é crítica para manter arestas vivas. Recentemente testamos um lote de T1 de um concorrente que apresentava 30% mais desgaste do que o nosso T1, porque eles reduziram o teor de vanádio para reduzir custos. Isso significou que as fresas de topo dos nossos clientes duraram 30% mais, reduzindo diretamente os custos com ferramentas. Este teste é especialmente útil para clientes que escolhem entre classes semelhantes - nosso SKD61, por exemplo, tem melhor resistência ao desgaste em alta temperatura do que muitos aços para trabalho a quente concorrentes, o que confirmamos a cada lote.
Depois há a microestrutura, que é como o DNA do aço. Sob um microscópio, observamos o tamanho do grão, carbonetos (partículas duras que aumentam a resistência ao desgaste) e quaisquer defeitos como inclusões (pequenos pedaços de material não metálico) ou segregações (distribuição desigual de elementos). As inclusões são uma grande bandeira vermelha – são pontos fracos onde começam as rachaduras. Usamos metalografia para polir e gravar uma amostra e depois examiná-la sob ampliação. Para aço ferramenta, buscamos grãos finos e uniformes e carbonetos pequenos e uniformemente dispersos. Se os grãos forem muito grandes, o aço será menos tenaz; se os carbonetos estiverem aglomerados, será mais propenso a lascar. No último trimestre, rejeitamos um lote de aço A2 que tinha carbonetos superdimensionados, embora sua composição química e dureza verificadas – microestrutura nos dissessem que ele falharia em aplicações de longo prazo. É por isso que este teste é tão importante; ele detecta problemas que outros testes podem não perceber.
Agora, vamos falar sobre como esses testes se traduzem no seu trabalho. Se você estiver fazendo um pedido de um fornecedor, aqui está o que você deve pedir: um relatório de teste de moinho (MTR) para cada lote, que deve incluir todos os resultados dos testes que discutimos - composição química, dureza, tenacidade, microestrutura. Um fornecedor confiável fornecerá isso sem hesitação. Se você estiver testando aço, comece com a dureza: um testador Rockwell portátil é acessível e fácil de usar, para que você possa verificar cada peça. Para testes mais aprofundados, se você estiver lidando com uma operação de alto volume, considere enviar amostras a um laboratório terceirizado para testes de impacto ou desgaste para confirmar a consistência.
Nossa empresa construiu nossa reputação com base na transparência, e é por isso que disponibilizamos esses testes para todos os clientes. Quando você faz o pedidoAço ferramenta SKD61de nós, seu MTR mostrará resultados OES que confirmam seu conteúdo de cromo e molibdênio, dureza em toda a seção e valores Charpy que atendem aos nossos padrões rígidos. ParaAço para ferramentas de alta velocidade M35, documentamos o teor de cobalto para garantir que suas fresas de topo mantenham a afiação em altas velocidades de corte. Não economizamos nos testes porque sabemos que seu sucesso depende do nosso aço.
Se você está cansado de usar aço para ferramentas que não atende às especificações ou se não tem certeza de qual classe é a certa para sua aplicação, estamos aqui para ajudar. Podemos orientá-lo nos resultados dos testes para qualquer classe, explicar como cada teste afeta o desempenho da sua ferramenta e trabalhar com você para obter o aço certo para suas necessidades. Não se contente com qualidade desconhecida - entre em contato conosco para uma consulta e vamos encontrar o aço para ferramentas que fará com que suas operações funcionem de maneira mais suave, durem mais e economizem seu dinheiro.
Referências
- ASTM Internacional. (2020). Método de teste padrão para determinação da composição química de aço carbono e de baixa liga por espectrometria de emissão óptica de faísca. ASTM E1019-18.
- ASTM Internacional. (2021). Método de teste padrão para dureza Rockwell de materiais metálicos. ASTM E18-21.
- ASTM Internacional. (2019). Métodos de teste padrão para testes de impacto de barras entalhadas de materiais metálicos. ASTM E23-18.
- ASM Internacional. (2018). Metalografia e Microestrutura de Aços e Ferros Fundidos. Manual ASM, Volume 9.
