O aço da ferramenta é um material crucial em várias indústrias, conhecido por sua alta dureza, resistência ao desgaste e capacidade de suportar altas temperaturas. Como fornecedor de aço de ferramentas, entendo a importância de reconhecer os sinais de desgaste no aço da ferramenta. Esse conhecimento não apenas ajuda a manter a qualidade e o desempenho das ferramentas, mas também ajuda a tomar decisões informadas sobre substituição ou reforma. Nesta postagem do blog, discutirei os sinais comuns de desgaste no aço da ferramenta e suas implicações.
1. A rugosidade e abrasão da superfície
Um dos sinais mais visíveis de desgaste no aço da ferramenta é a rugosidade da superfície e a abrasão. Quando uma ferramenta está em uso, ela entra em contato com peças de trabalho, o que pode fazer com que a superfície do aço da ferramenta se torne áspera com o tempo. A abrasão ocorre quando partículas duras da peça de trabalho ou do ambiente de corte se esfregam contra a superfície da ferramenta, removendo pequenas quantidades de material.
Os efeitos da rugosidade e abrasão da superfície podem ser significativos. Uma superfície áspera pode levar ao aumento do atrito entre a ferramenta e a peça de trabalho, o que por sua vez pode causar maiores forças de corte e mais geração de calor. Isso pode resultar em falha prematura da ferramenta, precisão dimensional reduzida da peça de trabalho e um mau acabamento da superfície.
Por exemplo, nas operações de usinagem, uma superfície áspera da ferramenta pode causar marcas de conversas na peça de trabalho, que são inaceitáveis em aplicações de alta precisão. Nos processos de formação a frio, como estampagem ou forjamento, a abrasão da superfície pode levar a irritação, onde o material da peça de trabalho adere à superfície da ferramenta, degradando ainda mais o desempenho da ferramenta.
2. Rachaduras e fraturas
Rachaduras e fraturas são sinais graves de desgaste no aço da ferramenta. As rachaduras podem iniciar devido a vários fatores, incluindo altas concentrações de estresse, ciclagem térmica e fadiga. Altas concentrações de estresse podem ocorrer em cantos nítidos, entalhes ou áreas com mudanças repentinas na seção cruzada. A ciclagem térmica, que é comum em processos como tratamento térmico ou usinagem de alta velocidade, pode causar tensões térmicas que levam ao início da trinca.
A quebra de fadiga é outra grande preocupação. Quando uma ferramenta é submetida a ciclos repetidos de carregamento e descarregamento, as rachaduras microscópicas podem se formar e crescer gradualmente com o tempo. Essas rachaduras podem se propagar através do aço da ferramenta, levando à fratura.
As consequências de rachaduras e fraturas são graves. Uma ferramenta rachada pode não ser mais capaz de desempenhar a função pretendida e, se uma ferramenta fraturada for usada, poderá causar danos à peça de trabalho e potencialmente representar um risco de segurança para os operadores. Por exemplo, em uma operação de fundição de matriz, um dado rachado pode levar ao enchimento desigual da cavidade do molde, resultando em peças fundidas defeituosas.
3. Desgaste nas bordas de corte
Nas ferramentas de corte, o desgaste nas bordas de corte é um sinal crítico do desgaste da ferramenta. Existem diferentes tipos de desgaste de ponta, incluindo desgaste do flanco, desgaste da cratera e desgaste do nariz.
O desgaste do flanco ocorre na face de alívio da ferramenta de corte. É causado principalmente pela ação de fricção entre o flanco da ferramenta e a superfície usinada da peça de trabalho. À medida que o desgaste do flanco avança, a força de corte aumenta e a capacidade da ferramenta de manter a precisão dimensional diminui.
Formulários de desgaste da cratera na face do ancinho da ferramenta de corte. Normalmente, é causado pelas condições de alta temperatura e alta pressão na interface da ferramenta - chip. O desgaste da cratera pode enfraquecer a aresta de corte, levando a lascar e falha prematura da ferramenta.
O desgaste do nariz, que ocorre na ponta da ferramenta de corte, é importante nas operações de girar e mover. O desgaste excessivo do nariz pode levar a uma perda de geometria da ferramenta, resultando em um acabamento superficial ruim e dimensões imprecisas da peça de trabalho.
Por exemplo, em uma operação de giro, as bordas de corte usadas podem fazer com que o diâmetro da peça de trabalho se desvie da tolerância especificada, que é inaceitável em indústrias como automotivo e aeroespacial.
4. Erosão
A erosão é uma forma de desgaste que é frequentemente associada ao fluxo de fluido de alta velocidade ou à presença de partículas abrasivas em um fluido. Em aplicações de aço de ferramentas, a erosão pode ocorrer em ferramentas usadas em processos como corte de jato de água, onde o jato de água de alta velocidade pode corroer a superfície da ferramenta ao longo do tempo.
Em alguns casos, a erosão também pode ocorrer em ferramentas hidráulicas ou em ambientes onde há lamas abrasivas. O processo de erosão envolve a remoção do material da superfície da ferramenta pelo impacto das partículas de fluido - ou pela força do próprio fluido.
A erosão pode reduzir gradualmente a espessura e a integridade do aço da ferramenta, levando a uma diminuição em sua força e desempenho. Por exemplo, em um bico de corte a jato de água feito de aço da ferramenta, a erosão pode fazer com que a abertura da abertura do bico, resultando em uma perda de precisão do jato e eficiência de corte.
5. Corrosão
A corrosão é outro sinal de desgaste que pode afetar a ferramenta aço. O aço da ferramenta é suscetível à corrosão em ambientes onde é exposto a umidade, produtos químicos ou sais. Existem diferentes tipos de corrosão, incluindo corrosão uniforme, corrosão e corrosão de fendas.
A corrosão uniforme ocorre quando toda a superfície do aço da ferramenta é atacada pelo meio corrosivo. A corrosão, por outro lado, é caracterizada pela formação de pequenos poços na superfície da ferramenta. A corrosão de fendas ocorre em lacunas ou fendas estreitas, onde o ambiente corrosivo pode se tornar estagnado e mais agressivo.
A corrosão pode reduzir significativamente as propriedades mecânicas do aço da ferramenta. Pode causar uma perda de material, que enfraquece a ferramenta e também pode aumentar a rugosidade da superfície, levando a problemas adicionais, como aumento do atrito e redução da resistência ao desgaste. Por exemplo, em um ambiente marítimo, os componentes de aço de ferramentas usados na construção naval ou no equipamento offshore podem ser severamente corroídos se não forem protegidos adequadamente.
6. Alterações microestruturais
As alterações microestruturais são menos visíveis, mas igualmente importantes, sinais de desgaste no aço da ferramenta. Durante a vida útil de uma ferramenta, a microestrutura do aço da ferramenta pode ser alterada devido a fatores como altas temperaturas, deformação mecânica e reações químicas.
Por exemplo, em aplicações de alta temperatura, o aço da ferramenta pode sofrer transformações de fase. A austenita, que é uma fase de alta temperatura, pode se transformar em outras fases, como martensita ou bainita durante o resfriamento. Essas transformações de fase podem alterar a dureza, a resistência e a resistência do aço da ferramenta.
A deformação mecânica também pode causar refinamento de grãos ou a formação de luxações na microestrutura do aço da ferramenta. Reações químicas, como oxidação em um ambiente rico em oxigênio, podem formar camadas de óxido na superfície da ferramenta, o que pode afetar o desempenho da ferramenta.
Alterações microestruturais podem levar a uma deterioração das propriedades da ferramenta. Por exemplo, uma mudança na dureza pode afetar a capacidade de corte da ferramenta, e uma diminuição na resistência pode tornar a ferramenta mais propensa a rachaduras.
Como mitigar o desgaste em aço de ferramentas
Como fornecedor de aço de ferramentas, recomendo várias estratégias para mitigar o desgaste no aço da ferramenta. Primeiro, a seleção adequada de material é crucial. Aplicações diferentes requerem diferentes tipos de aço de ferramentas. Por exemplo,9cr2 liga ferramenta açoé adequado para aplicações de trabalho a frio devido à sua alta dureza e boa resistência ao desgaste.SK90 Tool Açoé frequentemente usado em ferramentas de corte devido à sua excelente retenção de ponta.Aço da ferramenta AISI D6é bem - conhecido por seu desempenho e resistência à temperatura alta a rachaduras em aplicações de trabalho quentes.
Segundo, o tratamento térmico adequado é essencial para otimizar as propriedades mecânicas do aço da ferramenta. O tratamento térmico pode melhorar a dureza, a resistência e a resistência ao desgaste. Por exemplo, a extinção e a temperatura podem ser usados para alcançar o equilíbrio desejado de dureza e resistência no aço da ferramenta.
Terceiro, a inspeção e manutenção regulares de ferramentas podem ajudar a detectar sinais de desgaste mais cedo. Isso permite a substituição ou reforma oportuna das ferramentas, reduzindo o tempo de inatividade e os custos associados à falha da ferramenta.
Contato para compras
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Referências
- Volume do Manual ASM 8: Teste e Avaliação Mecânica.
- Manual de engenheiros de ferramentas e fabricação, 4ª edição.
- "Desgaste dos materiais", da MNG Prakash.
