Na indústria de transformação do plástico, alguns detalhes têm influência direta na produção do chão de fábrica. Os aços utilizados na fabricação dos moldes de injeção são um exemplo disso, pois apresentam uma série de propriedades importantes que melhoram todo o processo, como alta resistência mecânica, boa usinabilidade, facilidade de obtenção de polimento, estabilidade dimensional, entre outros fatores.
Por isso, não só conhecer, mas fazer um estudo detalhado sobre os aços disponíveis no mercado é a melhor forma de evitar escolhas erradas e “dores de cabeça” na linha de produção. A seguir, confira o que levar em consideração para garantir a melhor opção para seus moldes sempre.
Critérios para a escolha do aço para a fabricação de moldes
De acordo com Rafael Mesquita, engenheiro de materiais, mestre em ciência e engenharia de materiais e pesquisador da Villares Metals, existem alguns critérios que são levados em consideração no momento de escolher o aço para a fabricação de moldes. Entre eles, destacam-se:
Usinabilidade
O elevado volume de material removido na confecção dos moldes torna a usinabilidade do aço empregado muito importante. A usinabilidade de um material depende de fatores metalúrgicos e das condições de usinagem, como ferramenta e velocidade de corte, sendo um resultado de interação do metal com a operação de usinagem.
“A usinabilidade de um aço para a fabricação de moldes depende das propriedades mecânicas e físicas do aço relacionadas à sua composição química, mas também dos processos utilizados para a sua produção. A subsequente deformação em prensa com alta potência é importante para refinar a microestrutura e eliminar defeitos do fundido”, explica Mesquita.
Polibilidade e resposta à texturização
A superfície do molde é fundamental para o acabamento da peça produzida, sendo o grau de polimento dependente da aplicação. Moldes perfeitamente polidos podem ser necessários para diversas aplicações, como injeção de óculos ou mesmo CDs.
Inclusões não metálicas, como óxidos e sulfetos, podem diminuir a polibilidade, dependendo do tamanho e de como estão distribuídas. Além disso, a dureza deve ser uniforme e a presença de descarbonetação é indesejável. A resposta à texturização mede a facilidade de aplicar uma textura ao aço-ferramenta utilizado no molde. O tratamento de texturização é, geralmente, realizado por ataque fotoquímico.
Resposta ao tratamento térmico
Para que as propriedades finais dos moldes sejam obtidas, normalmente, são necessários tratamentos térmicos. Os mais comuns são tratamentos por têmpera e revenimento, que propiciam dureza adequada para boa parte das aplicações. Variações dimensionais e de forma constituem uma importante questão sobre o tratamento térmico do aço para fabricação de moldes.
Resistência mecânica e ao desgaste
O aço deve possuir resistência suficiente para a sua aplicação, evitando a ocorrência de deformação plástica sob pressão. A resistência mecânica dos aços para moldes é basicamente dada pela dureza após tratamento térmico.
Tipos de aço para fabricação de moldes
Rafael Mesquita forneceu o quadro-resumo dos tipos de aço para a fabricação de moldes, com suas especificidades. Veja:
| AISI/SAE/ABNT
| DIN | Composição química (%) | Condição normal de fornecimento | Dureza de utilização | Aplicações |
| SAE P20
| 12.738 | 0,36C - 1,60Mn - 1,80Cr 0,20Mo - 0,70Ni | Temperado e Revenido
| 30 - 34 HRC | Moldes para injeção de plásticos não clorados, em especial moldes de grandes dimensões, matrizes para extrusão de termoplásticos não clorados, moldes para sopro. Possui usinabilidade melhorada por tratamentos especiais na aciaria. |
| _ | 12.711 | 0,56C - 0,70Mn - 0,70Cr 0,30Mo - 1,65Ni - 0,075V | Temperado e Revenido | 38 - 42 HRC | Moldes para injeção de plásticos não clorados, em especial moldes de aplicações de maior solicitação mecânica e de desgaste que os aços de linha VP20. Para melhoria da resistência ao desgaste pode ser nitretado. |
| H13 ESR
| 1.2344 | 0,40C - 1,00Si - 0,35Mn - 5,20Cr - 1,50Mo - 0,90V | Recozido - Dureza 207HB | 40 - 52 HRC | Moldes para fundição por gravidade de ligas leves, especialmente ligas de AL e Mg, em peças complexas ou de maior porte. Moldes para injeção de polímeros termoplásticos não clorados, com alto grau de polimento e alta resistência mecânica. |
| 420 Modificado ESR | 1.2083 | 0,40C - 0,50Mn - 13,50Cr - 0,80Si - 0,25V | Recozido - Dureza 200HB | 42 - 54 HRC | Moldes de injeção e extrusão de plásticos corrosivos (clorados). Moldes que trabalham em condições de atmosfera úmida. Artigos de cutelaria, cirúrgicos e dentários. |
| VP20ISOFS
| 1.2312 | C 0,36 - Mn 1,60 - Cr 1,80 - Mo 0,20 - S 0,06
| Temperado e Revenido
| 28 - 37 HRC | Moldes para injeção e extrusão de termoplásticos não clorados e pouco abrasivos que possuem baixa exigência de polibilidade. Bases e estruturas de moldes para plástico. Machos para moldes de injeção. |
| VP100 | _ | Cr - Ni - Mn | Fornecido beneficiado (285 a 321 HB) | 30 - 34 HRC | Porta-moldes, moldes para injeção de plásticos não clorados, matrizes para extrusão de termoplásticos não clorados, moldes para sopro, câmaras quentes, quando não necessária alta resistência à corrosão, e aplicações diversas em moldes para plásticos. Não recomendável para aplicações em que a tenacidade e grau espelhado são requisitos de projeto. |
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