Title

ANÁLISE COMPARATIVA DA INFLUÊNCIA DAS CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DE DIFERENTES FORNOS A VÁCUO NA TÊMPERA DO AÇO PARA TRABALHO A QUENTE AISI H13

A COMPARATIVE ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF THE DESIGN OF DIFFERENT VACUUM FURNACES ON THE HARDENING OF THE HOT WORK TOOL STEEL AISI H13

Authorship

Sartori, Carlos Humberto; Horta, Cassiano Martins de Miranda; Sousa, Piter Alves

Sartori, Carlos Humberto

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Horta, Cassiano Martins de Miranda

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Sousa, Piter Alves

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DOI

10.5151/5463-5463-0003

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Abstract

Os equipamentos a vácuo com resfriamento por gás em alta pressão representam certamente o meio de têmpera mais indicado para a obtenção das propriedades mecânicas necessárias, microestruturas adequadas e mínimas distorções em ferramentas. O objetivo deste trabalho é demonstrar que, além da pressão de resfriamento ou tipo de gás utilizado na têmpera de aços em fornos a vácuo, os detalhes construtivos do equipamento também influenciam no resultado final do processo. Três modelos de fornos com diferentes tamanhos e aspectos construtivos foram utilizados para a têmpera de corpos de prova padrões em aço AISI H13, tratados termicamente utilizando-se ciclos devidamente customizados para o aspecto construtivo de cada tipo de equipamento, para a mesma especificação de dureza. O atendimento às propriedades especificadas foi verificado através de análises de dureza, análises metalográficas e ensaios de impacto, sendo que os ciclos utilizados e os ensaios realizados seguiram padrões e recomendações da norma NADCA#207-2006. Aspectos construtivos do equipamento como tamanho e formato da câmara, material do revestimento, modelo e potência do rotor e localização da entrada de gás de resfriamento devem ser analisados com cuidado na definição do processo de têmpera, onde a análise dos resultados mostra que o conhecimento técnico dos detalhes construtivos do equipamento a vácuo é essencial para a obtenção de resultados finais idênticos em corpos de prova padrão tratados em fornos distintos.

High pressure quenching vacuum furnaces represent certainly the best option for the hardening of tool steels, achieving the necessary mechanical properties, correct microstructure and low distortion in tools and dies. The purpose of this paper is to demonstrate that beyond the quenching pressure or the type of inert gas utilized, the constructive details of the equipment have great influence on the final results of the thermal process. Three different vacuum furnaces (size and design) carried out the hardening process of standard samples. These test samples were heat treated by customized thermal cycles based on the design of each equipment. The processes successes were analyzed through hardness tests, metallographic examination and impact tests. The heat treatment operations and the tests followed the NADCA#207-2006 recommendations. Constructive aspects of the equipment such as: its size, hot zone material, blower power and gas entrance localization must be considered during the hardness cycle definition. The results showed that the technical knowledge of the furnaces designs was essential to obtain identical results in samples heat treated in different furnaces.

Keywords

Fornos a vácuo; Tratamentos térmicos; Tenacidade; Aços para trabalho a quente.

Vacuum furnaces; Heat treatments; Toughness; Hot work tool steels.