Title

AÇO INOXIDÁVEL DE ALTA USINABILIDADE PARA O SEGMENTO DE MOLDES PLÁSTICOS

HIGH MACHINABILITY STAINLESS STEEL FOR PLASTIC MOLDS

Authorship

Bacalhau, José Britti; Barbosa, Celso Antonio

Bacalhau, José Britti

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Barbosa, Celso Antonio

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DOI

10.5151/5463-5463-18581

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Abstract

Aços ferramentas utilizados na confecção de moldes ou dispositivos para injeção de plásticos são altamente demandados, em relação à usinabilidade, soldabilidade e em alguns casos, resistência a corrosão. No processo de manufatura de um molde, uma das etapas de maior custo é a usinagem, como abertura de cavidades e furações profundas. O presente trabalho discute o desenvolvimento de um aço inoxidável, com soldabilidade e usinabilidade maximizadas, para aplicação em câmaras quentes, placas de refrigeração e porta moldes. Avaliou-se o efeito do N e Mn na formação de ferrita delta no aço, via simulações termodinâmicas. Os resultados foram validados após a produção de ligas em escala piloto e posteriormente em escala industrial. A partir do material forjado, foram realizados ensaios de usinabilidade, soldabilidade, resistência a corrosão, e microscopia óptica. O baixo nível de tensões residuais no aço, associados à micro inclusões benéficas a usinabilidade – MnS, atribuíram à liga, excelente desempenho em usinabilidade. O desempenho do aço em furação profunda é considerado muito satisfatório, visto que furos concordantes de 390 mm foram realizados, e os mesmos se encontraram no centro de uma placa de refrigeração sem desvios. O baixo teor de carbono no aço, 0,05%, favoreceu sua soldabilidade e também a inoxidabilidade, permitindo um maior teor de Cr livre na matriz. O aço VIMCOR torna-se assim, uma interessante alternativa para o segmento de injeção de plásticos.

Tool steels applied in molds and components of plastic injection are highly demanded regarding machinability, weldability and in some cases, corrosion resistance. In the manufacture process of molds, the most expensive phase is the machining, like cavities opening and deep drilling. The present work discusses the development of a stainless steel with maximized weldability and machinability, to be applied in hot runners, refrigeration plates and die holder. The effect of N and Mn it has been observed regarding the delta ferrite formation by thermodynamic modeling. The results have been evaluated in alloys produced initially in pilot scale and further in industrial scale. From forged billets the following tests have been performed: machinability, weldability, corrosion resistance, and optical microscopy. The low level of residual stress in this steel, associated to micro inclusions favorable to machinability – MnS, have given to the alloy, excellent machining performance. The deep drilling of this steel is considered really satisfactory, once, concordant holes of 390 mm were machined, and they have met each other in the center of a refrigeration plate without deviations. The low carbon content in the steel, 0.05%, contributed to their improved weldability and corrosion resistance, allowing a higher free Cr content in the steel matrix. For these reasons, VIMCOR, become an interesting alternative to the plastic injection field.

Keywords

Aço inoxidável; Alta usinabilidade; Moldes plásticos.

Stainless steel; High machinability; Plastic molds.