Definição de material de ferramenta de prensa dobradeira

Definição de material de ferramenta de prensa dobradeira

1. O que é uma ferramenta de prensa dobradeira

Uma prensa dobradeira é uma ferramenta usada para dobrar chapas metálicas, sendo um componente essencial no processo de dobra. Geralmente consiste em um molde superior (soco de freio de prensa) e um molde inferior ( matriz de prensa dobradeira), que são usados ​​principalmente para controlar e guiar a chapa metálica para dobrá-la em um formato específico sob baixa pressão na prensa dobradeira.

2. O que é um material de ferramenta de prensa dobradeira

As máquinas-ferramentas de dobra são feitas de diversos materiais, cada um selecionado de acordo com suas propriedades específicas e requisitos do processo de dobra. A seguir, os principais tipos de materiais comumente utilizados na fabricação de chapas metálicas.

Tipos comuns de materiais para ferramentas de prensa dobradeira

O aço é o material mais comumente usado em ferramentas de dobradeira atualmente. As ferramentas para máquinas de dobra incluem aço para ferramentas de baixa liga, aço para ferramentas de carbono, aço para ferramentas de alto carbono e alto cromo, aço rápido (HSS), aço base, combinação de aço carboneto e carboneto, novos materiais, aço cromo-molibdênio (Chromoly), materiais especiais e outros tipos.

1. Aço para ferramentas de baixa liga

Este tipo de aço contém uma certa proporção de outros elementos de liga, como molibdênio, vanádio, manganês, silício, etc., possui desempenho equilibrado e um certo grau de dureza e tenacidade. É adequado para diversas operações de dobra, incluindo materiais mais duros, como o aço inoxidável. Possui preço moderado, bom desempenho de processamento e é adequado para dobramento convencional de chapas. Os aços de baixa liga utilizados na fabricação de ferramentas incluem CrWMn, UMn2V, 7CrSiMnMoV (código CH1), GCrNiSiMnMoV (código GD), etc.

2. Aço de carbono para ferramentas

Os principais componentes são carbono e manganês, e uma dureza maior pode ser obtida após um simples tratamento térmico. No entanto, sua capacidade de carga é baixa e é comumente usado na fabricação de ferramentas manuais e de uso geral. Devido ao seu baixo custo, tornou-se uma opção econômica para diversas aplicações de dobra. Os aços carbono para ferramentas comumente utilizados são T8A, T10A, etc.

3. Aço para ferramentas com alto teor de carbono e alto teor de cromo

Este tipo de aço apresenta boa temperabilidade e resistência ao desgaste, pequena deformação durante o tratamento térmico e pertence ao grupo dos aços para ferramentas de alta resistência ao desgaste, com baixa capacidade de deformação e capacidade de carga inferior apenas ao aço rápido. No entanto, devido à óbvia segregação do carboneto, o recalque axial e a trefilação radial são necessários para reduzir a irregularidade dos carbonetos e melhorar seu desempenho. Os aços para ferramentas com alto teor de carbono e alto teor de cromo comumente utilizados são Cr12, Cr12MoV e Cr12Mo1V1 (código D2).

4. Aço rápido (HSS)

Este tipo de aço é o aço com a maior dureza, resistência ao desgaste e resistência à compressão entre os aços para ferramentas, e sua capacidade de suportar cargas é extremamente elevada. Ele consegue manter seu desempenho mesmo sob altas tensões térmicas. É muito adequado para aplicações com altas tensões térmicas, mas seu custo é relativamente alto. É geralmente utilizado para dobras difíceis e para requisitos especiais de ferramentas, como as indústrias aeroespacial e automotiva. Os aços rápidos comumente utilizados para ferramentas incluem o W18Cr4V (código 841) e o WGMo5Cr4V2 contendo tungstênio (código G542, chamado de M2 ​​nos Estados Unidos), bem como o aço rápido de baixo carbono e vanádio GWGMo5Cr4V (código GWG ou M2 de baixo carbono), desenvolvido para melhorar a tenacidade.

5. Aço base

Aço base refere-se a um tipo de aço ao qual se adiciona uma pequena quantidade de outros elementos e se ajusta adequadamente o teor de carbono com base nos componentes básicos do aço rápido para melhorar o desempenho do aço. Este tipo de aço é coletivamente denominado aço base. Comparado ao aço rápido, este método melhora a resistência ao desgaste, a dureza e a tenacidade do aço rápido, tornando-o mais econômico do que o aço rápido. Os aços de matriz comumente utilizados em ferramentas incluem GCr4W3Mo2VNb (código G5Nb), 7Cr7Mo2V2Si (código LD), 5Cr4Mo3SiMnVAL (código 012AL), etc.

6. Liga Cimentada

Esta liga é composta de carboneto de tungstênio e cobalto, com dureza e resistência ao desgaste extremamente altas, sendo adequada para operações de altíssima intensidade e produção em ultralarga escala. No entanto, seu custo é ligeiramente mais alto e é difícil de processar e reparar. Contudo, sua longa vida útil e alta eficiência podem compensar essa deficiência.

7. Combinação de aço e carboneto

Este tipo de liga é um novo material que combina carboneto e aço. Possui a alta dureza e resistência ao desgaste do carboneto, bem como a tenacidade e usinabilidade do aço, sendo adequada para ferramentas altamente resistentes ao desgaste e que precisam suportar grandes impactos.

8. Novos materiais

O material necessário para ferramentas de prensa dobradeira é um aço para trabalho a frio, caracterizado por alta densidade, boa tenacidade e boa resistência ao desgaste. Por isso, nos últimos anos, novos materiais com essas características têm sido buscados, como aço reforçado com cerâmica e supercarboneto.

9. Aço cromo-molibdênio (Chromoly)

Possui alta resistência à tração e tenacidade, podendo atingir uma dureza de 45HRC após tratamento térmico. Sua robustez e resistência ao desgaste e à corrosão prolongam a vida útil da ferramenta, tornando-a adequada para dobrar chapas metálicas espessas e lidar com operações de alta tonelagem. Por apresentar menor deformação após o tratamento térmico, é adequada para ferramentas pesadas e de alta precisão, como as das indústrias aeroespacial e de defesa.

10. Materiais especiais

Materiais especiais incluem plásticos, poliuretanos, polímeros e outras aplicações especiais para conformação especial, processamento de formas especiais ou dobra protetora. Por exemplo, os polímeros apresentam alta flexibilidade e durabilidade, reduzem significativamente o risco de arranhões ou marcas e podem suportar ciclos de dobra consideráveis. Adequados para uso em eletrônicos de consumo e produtos metálicos decorativos, onde o acabamento da superfície é fundamental.

Principais fatores de desempenho dos materiais de ferramentas de prensa dobradeira

1. Dureza e resistência

A dureza do material determina sua capacidade de resistir à deformação durante a flexão. Quanto maior a dureza, melhor a resistência ao desgaste, mas sua tenacidade também diminuirá.

2. Resistência ao desgaste

Materiais altamente resistentes ao desgaste podem reduzir a frequência de manutenção e tempo de inatividade das ferramentas, melhorando assim a eficiência da linha de produção. A resistência ao desgaste é muito importante e pode afetar diretamente a vida útil das matrizes da prensa dobradeira. Ambientes de alta tensão podem desgastar materiais mais macios muito rapidamente.

3. Desempenho do tratamento térmico

O material precisa ser facilmente tratável termicamente para atingir a dureza desejada e a mínima deformação. Portanto, a capacidade de não sofrer alterações estruturais durante o tratamento térmico é um fator crucial para manter o desempenho da ferramenta.

4. Tenacidade e ductilidade

A tenacidade do material é usada para suportar a carga de impacto durante a operação de dobra. Uma boa tenacidade pode evitar que a ferramenta se quebre devido a impactos instantâneos ou erros de processamento. A ductilidade garante que a ferramenta possa suportar tensões inesperadas durante o uso.

5. Análise de custo-benefício

Materiais com maior desempenho abrangente podem reduzir muito o custo geral, e um maior investimento inicial em materiais de alta qualidade pode reduzir as taxas de manutenção e substituição.

Critérios de seleção de materiais para máquinas-ferramentas de dobra

1. Tipo e espessura da chapa metálica

A espessura e o tipo de material da chapa dobrada são fatores importantes que afetam a seleção dos materiais da ferramenta. Chapas grossas e chapas metálicas rígidas escolhem ferramentas com alta dureza e tenacidade, enquanto chapas finas e pequenos lotes de processamento de chapas podem usar ferramentas de materiais econômicos. Além disso, diferentes materiais de chapa a serem dobrados (como aço inoxidável, alumínio, cobre, etc.) apresentam desgastes diferentes na ferramenta, portanto, a seleção do material também tem requisitos diferentes.

2. Saída

A produção é basicamente dividida em três tipos: baixa, média e alta. A produção esperada determinará o tipo de material da ferramenta selecionada. Para produção em massa, recomenda-se o uso de ferramentas de dobradeira feitas de materiais duros altamente resistentes ao desgaste, como os materiais 219.

3. Requisitos de precisão e diferença de altura

De acordo com a situação real de trabalho, selecione materiais que garantam que todo o lote de peças sempre atenda às tolerâncias necessárias. Por exemplo, as indústrias eletrônica e aeronáutica têm requisitos rigorosos quanto à precisão das peças dobradas, por isso é necessário selecionar ferramentas de dobradeira feitas de materiais resistentes à deformação e ao desgaste.

4. Considerações especiais

Considerações especiais incluem resistência à corrosão, aplicações personalizadas e outros fatores. Esses fatores sugerem a seleção de ferramentas feitas de aço inoxidável ou materiais de revestimento especiais.

5. Estimativa da vida útil da ferramenta

Entender a vida útil esperada da ferramenta sob condições específicas pode fornecer uma referência para a seleção do material. É claro que o uso correto das matrizes para prensa dobradeira também pode reduzir o número de substituições e manutenções de ferramentas, melhorando assim a produtividade e a eficiência.

Requisitos para materiais de ferramentas de prensa dobradeira em diferentes indústrias

1. Processamento de metais

Ferramentas de aço carbono e de baixa liga são comumente usadas, levando em consideração a produção flexível e a eficiência de custos.

2. Indústria automotiva

O material deve ser durável o suficiente para suportar vários ciclos sem degradação do desempenho, por isso, aço com alto teor de carbono e alto teor de cromo e aço CrMo são comumente usados.

3. Aeroespacial

As aplicações aeroespaciais prestam atenção especial a materiais compostos leves e fortes. As ferramentas geralmente são feitas de ligas avançadas e materiais compostos para garantir o desempenho sob estresse.

4. Fabricação de produtos eletrônicos

As ferramentas precisam se adaptar a tolerâncias muito rigorosas e detalhes finos, além de exigir materiais de alta precisão que possam atingir dobras finas sem danificar peças sensíveis.

Como manter e gerenciar ferramentas de dobradeira

1. A importância da inspeção e manutenção regulares

Inspeções regulares são cruciais para garantir que as ferramentas de prensa dobradeira estejam em ótimas condições de operação. A detecção precoce de rachaduras, desgaste e outros perigos ocultos pode evitar efetivamente falhas de ferramentas e acidentes de segurança na produção.

2. Limpeza e tratamento de superfície

O uso correto de solventes de limpeza, lubrificantes e revestimentos protetores pode prevenir ferrugem e desgaste, prolongando efetivamente a vida útil da ferramenta e garantindo seu desempenho estável.

3. Requisitos de armazenamento

Mantenha os porta-ferramentas armazenados em local seco, pois o ambiente com temperatura controlada pode efetivamente evitar que as ferramentas enferrujem e deformem.

4. Reafiação e reparo de ferramentas

Peças desgastadas devem ser reparadas ou soldadas a tempo. A reafiação de ferramentas desgastadas pode restaurar sua forma geométrica e prolongar sua vida útil.

5. Manutenção e armazenamento de acordo com as propriedades dos materiais da ferramenta

Diferentes materiais exigem diferentes níveis de manutenção. Inspeções, limpezas e lubrificações regulares podem prolongar a vida útil da ferramenta. Por exemplo, ferramentas de aço carbono são propensas à ferrugem, portanto, é preciso estar atento à prevenção de umidade e mofo.

Progresso recente e tendências futuras

1. Inovação de materiais de ferramentas

Novos materiais incluem novas ligas de alto desempenho e tecnologias de revestimento, que melhoram efetivamente a resistência ao desgaste e reduzem o atrito.

2. O impacto da automação e da manufatura inteligente nos materiais das ferramentas

A fabricação automatizada permite fabricar formas mais complexas e reduzir o tempo de produção sem afetar a qualidade. Além disso, pode reduzir a intervenção humana.

3. Desenvolvimento sustentável e proteção ambiental

Para reduzir a emissão de substâncias nocivas no processo de produção, a indústria está promovendo o desenvolvimento de materiais e processos sustentáveis, incluindo a reciclagem de materiais de ferramentas e a adoção de métodos de fabricação mais ecológicos.

4. Direções futuras da pesquisa

Pesquisas futuras podem se concentrar na micromodificação da estrutura do material, materiais de autorreparação inteligentes de superfície e vida útil da ferramenta assistida por IA.

Conclusão

A seleção correta e criteriosa de materiais é a garantia mais direta da vida útil, da qualidade e do custo de produção da ferramenta, desempenhando um papel vital na obtenção dos resultados de fabricação esperados. Fabricantes e metalúrgicos devem considerar os requisitos do produto, as condições do equipamento e os orçamentos para atender às necessidades em constante mudança da indústria.

A RAYMAX tem se concentrado na produção e fabricação de freio de pressão acessórios há 20 anos e tem sido favorecido e apreciado por clientes em todo o mundo.

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