Efeito dos tamanhos de grãos austeníticos originais na integridade superficial do aço AISI H13 submetido a usinagem com altas velocidades

Resumo

Os aços de construção mecânica e os aços-ferramenta são utilizados na confecção de peças e componentes que requerem uma combinação adequada e uniforme de resistência à tração, à fadiga, ao desgaste e ao impacto. Tais propriedades são normalmente obtidas por meio de tratamentos térmicos de tempera e revenido, uma vez que as máximas durezas que podem ser alcançadas por estes aços estão associadas à microestrutura martensítica. Os tamanhos de grãos austeníticos originais influenciam nas dimensões dos pacotes de martensita produzidos nesses aços temperados e conseqüentemente nas propriedades mecânicas dos mesmos. Os processos de fabricação utilizando usinagem, que envolvem a remoção de cavacos, são os mais amplamente usados na cadeia de fabricação dos produtos mecânicos, com um impacto econômico significativo. Com o desenvolvimento das ferramentas de corte e da tecnologia das máquinas-ferramenta, ocorreu um aumento acentuado nas velocidades de corte e taxas de avanço nos processos de usinagem, e os termos usinagem de alta velocidade (HSM) e alta velocidade de corte (HSC) tornaram-se comuns nos anos recentes para descreverem os processos de usinagem com altas velocidades rotacionais. Uma alternativa promissora na área de usinagem consiste no uso da usinagem de alta velocidade de materiais no estado temperado, uma vez que pode se obtiver peças acabadas com bom acabamento superficial e realizar-se a operação de usinagem sem o uso de refrigeração, não gerando resíduos nocivos ao meio ambiente. Uma das grandes aplicações da tecnologia HSM consiste na manufatura de moldes e matrizes para a produção de um grande número de componentes automotivos e eletrônicos, vidrarias, moldes para plásticos e borrachas e matrizes de fundição sob pressão. Muitos desses itens usam moldes e matrizes manufaturados a partir de aços-ferramenta temperados. Os aços-ferramenta para trabalho a quente destinam-se principalmente à fabricação de matrizes a serem utilizadas no processamento a quente do aço, ligas não terrosas e plásticos. O aço AISI H13 é o aço-ferramenta mais usado para trabalho a quente, apresentando boas propriedades mecânicas às temperaturas elevadas, boa usinabilidade, grande estabilidade dimensional nos tratamentos térmicos e boa resistência a choques térmicos, mesmo em ferramentas resfriadas com água durante o uso, e boa tenacidade. São fabricadas com o mesmo, matrizes e punções de forjamento, matrizes de recalque a quente, insertos para matrizes, moldes e componentes de máquinas de fundição sob pressão para ligas de alumínio e magnésio, matrizes para extrusão de latão, alumínio e magnésio, mandris e componentes de estruturas, moldes para plásticos, etc. Tal aço pode também ser usado como aço de construção mecânica de ultra-alta-resistência, o que amplia a sua faixa de utilização. No presente trabalho será investigado o efeito dos tamanhos de grãos austeníticos originais sobre a integridade superficial do aço AISI H13 temperado e usinado pelo processo de usinagem de alta velocidade, o que disponibilizará dados técnicos complementares adequados ao desenvolvimento dessa importante área de processo de fabricação. (AU)