AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO TAMANHO DOS CORPOS MOEDORES E DO TEMPO DE SINTERIZAÇÃO NO PROCESSAMENTO DO AÇO AISI D2 POR MEIO DE MOAGEM DE ALTA ENERGIA

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2.2.2.3 Tempo de moagem

2.2.2.4 Razão de peso entre o pó e os corpos moedores.

2.1.3 Agentes controladores do processo (Process Control Agents – PCA)

2.3 METALURGIA DO PÓ

2.3.1 Compactação

2.3.2 Sinterização

2.4 Recozimento

2.4.1 Recozimento Pleno

2.4.2 Recozimento para alívio de tensões

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1 INTRODUÇÃO

Os aços ferramentas são considerados a base do processo produtivo, pois devido a eles, é possível a transformação da matéria-prima em produto acabado através da utilização de moldes e ferramentas; os aços ferramenta da série D apresentam elevadas propriedades mecânicas para o trabalho a frio, sendo sua aplicação restrita a temperaturas inferiores a 200°C, sendo também conhecidos como aços para trabalho a frio. Os aços ferramenta para trabalho a frio alto cromo e alto carbono, série D, são utilizados na fabricação de moldes e matrizes, por possuírem elevada resistência ao desgaste.

Apesar da sua elevada resistência mecânica a temperaturas ambientes, a microestrutura do material apresenta carbetos grosseiros, que afeta a dureza do material quando tratado termicamente.

O processamento através da moagem energia é um processo utilizado para o refino da microestrutura do material, ganhando assim melhoria nas propriedades mecânicas e retardar o processo de perda de dureza.

O presente trabalho visa analisar a influência dos corpos moedores no processamento do aço ferramenta D2 por moagem de alta energia em um moinho planetário.

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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 AÇOS FERRAMENTA

Os Aços para ferramentas constituem uma das bases do desenvolvimento dos processos industriais, mas somente a partir do século XX, a utilização de ferramentas de aço se generalizou e começou a adquirir a importância que apresenta nos dias atuais. Os aços ferramenta são utilizados principalmente na transformação de outros materiais, dividem-se basicamente conforme a aplicação: aços ferramenta para trabalho a frio, aços ferramenta para trabalho a frio, aços rápidos, entre outros (3,7,8).

Os aços para aplicações em ferramentas estão sujeitos às mais severas solicitações, portanto exigem uma elevada resistência mecânica e uma diversa combinação de características e propriedades, para tanto, deve-se ter um controle rigoroso da composição química, impurezas e tratamento térmico dos aços ferramenta (3,7).

Grande parte dos aços empregados para a produção de ferramentas tem elevados teores de elementos de liga. Além disso, aços de alto teor de carbono, são também, freqüentemente aplicados na produção de ferramentas (7).

A capacidade de se obter peças com composição química homogênea e, conseqüentemente, microestrutura uniforme, nestes aços, está intimamente ligada aos processos de fabricação empregados: no caso da fabricação convencional, a ocorrência de segregação de solidificação é o principal fator limitador para a obtenção de produtos uniformes. A metalurgia do pó tem excelente potencial para reduzir ou eliminar tais heterogeneidades. Ainda assim, cuidados associados à produção dos pós e a preparação das peças são essenciais para a garantia da homogeneidade (7).

Normalmente durante a seleção de um aço para certa aplicação, uma ou mais propriedades menos importantes são deixadas de lado, para assim se atingir uma combinação ótima de propriedades. O desempenho de um aço ferramenta está associado à precisão de que é feito, ao design da ferramenta, da seleção correta para aplicação, além do tratamento térmico utilizado (3).

2.1.1 Aços ferramenta para trabalho a frio alto cromo e alto carbono (Série D)

Os aços para trabalho a frio da série D (Die Steels) são de alto cromo e alto carbono, possuindo elevada resistência ao desgaste, associada à presença de carbetos de cromo e baixíssima distorção no tratamento térmico, são também conhecidos como indeformáveis, por serem os menos sujeitos a alterações de forma e dimensões durante o tratamento térmico, sendo tal característica associada ao fato deles serem temperados em óleo ou ar. Os aços ferramenta para trabalho a frio, são indicados para aplicações que exigem cuidadoso controle dimensional, como matrizes para trabalho a frio, como por exemplo; forjamento, corte, estampagem, entre outros. Sendo também utilizados para ferramentas como brochas e alargadores (3,7).

Esses aços foram inicialmente desenvolvidos na primeira guerra mundial para substituir os aços rápidos, mas não foram bem sucedidos em aplicações de ferramentas de corte, por serem frágeis e por não apresentarem suficiente dureza a quente. Entretanto, notou-se a sua utilidade para a fabricação de matrizes, devido à presença de carbetos duros de cromo (4,7).

O alto teor de cromo presente é fator fundamental para a elevada resistência a corrosão em comparação aos aços carbono com baixo teor de elementos de liga, sendo a resistência ao desgaste dos aços desta classe cerca de oito vezes maior que os aços carbono sem vanádio ou outros tipos de carbetos (4), porém, devido à quantidade de 12% de cromo e 1,50 a 2,20% de carbono, eles são extremamente suscetíveis à segregação durante a solidificação dos lingotes, resultando em estruturas de carbonetos pouco favoráveis (7).

Um rigoroso controle das variáveis de solidificação é essencial na produção destes aços, sendo que, trabalhosas operações de forjamento podem ser requeridas para modificar a distribuição dos carbonetos, tornando-a aceitável, do ponto de vista do comportamento da ferramenta (7).

2.1.1.1 Aços ferramenta para trabalho a frio AISI D2

O aço ferramenta AISI D2 é o mais utilizado quando se deseja a combinação de propriedades: resistência e tenacidade, e é o aço dentre os aços do grupo D que possui a menor quantidade de carbono, ainda assim possuindo alta resistência ao desgaste (4), devido à presença