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VIMCORVIMCOR
AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE
PARA MOLDES PLÁSTICOS
CONTRIBUIÇÕES PARA A COMPETITIVIDADE DA
FERRAMENTARIA NACIONAL Eng. M. Eng. Paulo Haddad
Assessoria Técnica
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TRABALHANDO PARA O TRABALHANDO PARA O
FORTALECIMENTO DA CADEIA!FORTALECIMENTO DA CADEIA!
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Interações Partindo da VILLARES METALS naCadeia de Ferramentas, Moldes e Matrizes
UsinagemTratamento
TérmicoProjeto Acabamento UsoDesign Aço
Sistema Educacional
Entidades de Classe
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CASO PRÁTICO
- Moldes e matrizes utilizados na conformação de pol ímeros normalmente por injeção, extrusão ou sopro.
-Classificação: AISI tipo P (P20);Inoxidáveis: AISI 420, WNr. 1.2085
-Principais requisitos em aços para moldes plásticos :
- Resistência Mecânica; - Boa usinabilidade;- Boa polibilidade;- Resistência a corrosão (plásticos clorados ou ambie ntes úmidos).
MOLDES PLÁSTICOS
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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USINABILIDADE
RESPOSTA À TEXTURIZAÇÃO
REQUISITOS DOS AÇOS PARA MOLDES PARA TRANSFORMAÇÃO DE
PLÁSTICOS
SOLDABILIDADE
RESPOSTA ÀNITRETAÇÃO
RESISTÊNCIA MECÂNICA
POLIBILIDADE
SIMPLICIDADE DE TRATAMENTO
TÉRMICO
CONDUTIBILIDADE TÉRMICA
INOXIDABILIDADE
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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MOLDES PLÁSTICOS
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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COMPONENTES
Câmaras Quentes Placas de Refrigeração
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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Desenvolvimento da Liga Desenvolvimento da Liga e Modelagem Termodinâmica:e Modelagem Termodinâmica:-- Estabilidade Estabilidade MicroestruturalMicroestrutural ;;-- SoldabilidadeSoldabilidade ;;-- Resistência a Corrosão;Resistência a Corrosão;-- UsinabilidadeUsinabilidade ;;
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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PRODUÇÃO DO AÇO
Típicas temperaturas máximas de conformação: 1150 a 1260ºC
Aços inoxidáveis de baixo carbono e baixo níquel
Temperatura elevada de forjamento
Temperatura ideal de forjamento
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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MOTIVAÇÃO
Desenvolver um aço que atenda as principais necessi dades da cadeia de moldes e matrizes:
- Ferramentarias: Alta usinabilidade;
- Usuários finais: Resistência a corrosão;
- Fabricante de aço (Usina): Facilidade de conformaç ão.
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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MODELAGEM
ALLOY DESIGN
US Patents No 6,045,633 e No 6,358,344
Liga comercial 1 Liga comercial 2
aust. aust.
ferrita ferrita
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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MODELAGEM
ALLOY DESIGN – Efeito do Nitrogênio
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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MODELAGEM
ALLOY DESIGN – Efeito do Manganês
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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MODELAGEM
ALLOY DESIGN – VIMCOR
Mapa de fases - Comercial 1 Mapa de fases - VIMCOR
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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ESTABILIDADE MICROESTRUTURAL
CONFIRMAÇÃO DOS CÁLCULOS TERMODINÂMICOS
a)
b)
c)
0
5
10
15
20
25
30
35
1120 1140 1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280
Temperatura de Homogeneização (ºC)
% F
errit
a D
elta
Liga Comercial 1
Liga Pesquisada 1
VIMCOR
Limite aceitável
VIMCOREfeito combinado do
N e Mn
Efeito do Nitrogênio
0,05N e 1,3Mn
Liga Comercial 1
0,04N e 1,3Mn
Homogeneização por 24 horas a 1120, 1150, 1180, 120 0, 1230 e 1260ºC seguido de resfriamento ao ar.
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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PROPRIEDADES
SOLDABILIDADEGleeble 1500D
Aquecimento a 1400ºC (50ºC/s) patamar de 5 segundos e resfriamento via garras
de cobre.
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PROPRIEDADES
RESISTÊNCIA A CORROSÃO
VP420T
VIMCOR
VP20ISO
Condição Inicial Após 6 meses sem proteção superficial.
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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Testes de abertura de cavidade em fresamento
Centro de Usinagem C 600 U – HermleCCM – ITA.
PROPRIEDADES
USINABILIDADE EM FRESAMENTO
Desempenho superior em 36%
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS QUE FAVORECEM A USINAGEM
Sulfetos de Mn
Elevada estabilidade dimensional.
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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TESTES DE CAMPO
PLACA DE REFRIGERAÇÃO COM 32 CAVIDADES
780 mm
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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CONCLUSÕES
- VIMCOR possui excelente usinabilidade por ser um aço re ssulfuradoe 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 n a região afetada pelo calor.
- O aço VIMCOR torna-se uma interessante contribuição pa ra a cadeia de moldes e matrizes, tendo em vista que ele atende os principais requisitos do setor nas aplicações de câmaras quentes e componentes.
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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REFERÊNCIAS
[1] Roberts, G., Krauss, G., Kennedy, R.. Tool Steel s, 5th Edition;
[2] Bacalhau, J. B., Gonçalves,C.S., VIMCOR: Aço in oxidável de alta usinabilidade para o segmento de moldes plásticos, Revista CD Destaque, Abril, 20 11;
[3] US Patents No 6,045,633 e No 6,358,344.
[4] Bacalhau, J. B., Farina, A. B. Souza, E. N., Ba rbosa, C.A, Thermodynamic simulation of nitrogen and manganese contents in delta ferite formation of plastic mold stainless steel. CalphadConference, Poster Presentation, 2011.
[5] POLIMOLD INDUSTRIAL. Sistema de câmara quente e acessórios: catálogo 2001. São Paulo: Polimold Industrial: 2001. 72p.
[6] FOUNDATION OF COMPUTATIONAL THERMODYNAMICS. The rmo-Calc Software User’s Guide: Version S. Stockholm, Sweden: FCT, 2009.
[7] Trent, M. C., Wright, P. K., 2000. Metal cuttin g principles. 4.ed. London: Butterworth-Heinemann, 1977. 203p.
[8] AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook: M achining, v.16. 9.ed. Metals Park: Ohio, 1989.
VIMCOR VIMCOR AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA MOLDES PL ÁSTICOS
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