Title

PROCESSO DUPLEX OXY PARA MOLDES E MATRIZES PARA TRABALHO A QUENTE

DUPLEX OXY PROCESS FOR HOT WORKING TOOLS AND DIES

Authorship

Yoshida, Shun

Yoshida, Shun

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DOI

10.5151/2594-5327-0441

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Abstract

Aços ferramentas para moldes e matrizes, principalmente para aplicações como forjamento a quente, upset e matrizes para injeção de ligas não ferrosas, devem apresentar elevada resistencia à fadiga térmica, alta tenacidade, alta resistencia à revenimento durante o processo, e alta resistência à desgaste. Para a prevenção de desgaste e fadiga térmica, muitas empresas tem recorrido às diversas variantes da nitretação, que, a despeito da excelente resistência à desgaste, não apresenta uma boa resposta à prevenção de fadiga térmica, não sendo, nesse sentido, uma opção de tratamento de superfície adequada. A causa principal está relacionada com a precipitação de nitretos em contornos de grão, os quais, devido à elevada fragilidade, passam a funcionar como pontos para nucleação de micro trincas. Por outro lado, em muitos casos, ocorre a adesão de partículas da liga metálica que está sendo injetada/fundida na superfície da ferramenta, causando uma rápida erosão e conseqüente degradação da superfície da ferramenta. DUPLEX OXY é a solução para ambos problemas, a adesão e a presença de microconstituintes frágeis. O processo é uma combinação de um ciclo especial de nitrocarbonetação, que não contém as fases frágeis nem tampouco camada branca, com um processo de oxidação controlada da superfície da ferramenta. Este trabalho apresenta o processo, suas características, limitações e alguns resutlados práticos em aplicações industriais.

Hot working tools and dies, mainly for applications like hot forging dies, hot upset dies, and non ferrous alloys injection dies, must have a strong resistance to heat checking, high toughness, high resistance to tempering in process, and high resistance to wear. About wear and heat checking resistance, many companies looking for a good surface treatment, commonly using some kind of nitriding processes. Despite the good wear resistance of nitriding, for heat checking this is not the best option, mainly due the presence of brittle microconstituents like nitrides precipitated in grain boundaries at the surface and the white layer. In other hand, in many cases, the adhesion of the workpiece in the tool surface is a big problem, causing fast erosion and degradation of the surface of the tool. Duplex Oxy is a good solution for both problems, adhesion and presence of brittle microconstituents. The process is a combination of special cycle of nitrocarburizing, without white layer or nitrides, with controlled surface oxidation. This paper presents the process, its characteristics, limitations and some practical results in industrial applications.

Keywords

Fadiga térmica; Erosão em matrizes; Ferramentas para trabalho a quente.

Thermal fatigue; Erosion; Hot working tools and dies.