Estudo e caracterização metalográfica da resistência ao desgaste em aços ferramenta sinterizados, temperados a vácuo, utilizados em matrizes de estampagem

Abstract

A utilização de aços ferramenta fabricados com tecnologia da metalurgia do pó, bem como seu uso em aplicações que requerem resistência ao desgaste dos materiais em conformação mecânica de ligas, tem sido alvo de estudo e desenvolvimento pela indústria metalmecânica. Através dessa motivação o principal objetivo do trabalho é caracterizar os mecanismos de desgaste em aços ferramenta produzidos por metalurgia do pó (M/P), utilizados em matrizes de estampagem a frio, relacionando a resistência ao desgaste com a microestrutura temperada e revenida dos aços, tratados pelo processo de têmpera a vácuo. Para tanto, foram realizados experimentos utilizando um Forno a vácuo com capacidade de resfriamento de 12 bar, para realizar o processo de tratamento térmico de têmpera e revenimento em amostras dos aços DIN 1.2767, Vanadis® 4, Vanadis® 10, BOHLER S390 e Vancron® 40. As amostras dos aços foram submetidas a ensaios tribológicos para quantificar a resistência ao desgaste em 20N; ensaio de impacto Charpy, ensaio de dureza e a caracterização microestrutural em MEV. Os principais resultados mostraram que o parâmetro de desgaste (W) mostrou melhor desempenho para o aço S390 V, e pior desempenho para os aço DIN 1.2767 nos diferentes acabamentos ensaiados retificados e polidos. Os resultados de caracterização superficial em MEV mostraram o perfil de desgaste da trilha dos aços com melhor e pior desempenho e quais possíveis depósitos superficiais nos materiais após ensaio. As conclusões previas mostraram menor parâmetro (W) de desgaste para o aço ferramenta BOHLER S390 entre os materiais e maior (W) para o aço DIN 1.2767 nas condições de acabamento ensaiadas.

The use of tool steel fabricated with powder metallurgy technology, as well as its use in applications that require resistance to the wear of materials in mechanical alloying, has been studied and developed by the metalworking industry. Through this motivation the main objective of the work is to characterize the wear mechanisms in powder metallurgy (M / P) tool steel used in cold stamping dies, relating the wear resistance with the tempered and annealed microstructure of the steels, Treated by the vacuum quenching process. For this, experiments were carried out using a vacuum furnace with a cooling capacity of 12 bar to perform the tempering and tempering process in samples of DIN 1.2767, Vanadis® 4, Vanadis® 10, BOHLER S390 and Vancron® 40 steels. Samples Of the steels were subjected to tribological tests to quantify the wear resistance in 20N, Charpy impact test, hardness test and microstructural characterization in SEM. The main results showed that the wear parameter W showed better performance for S390 V steel, and worse performance for DIN 1.2767 steel in the different honed and polished tested finishes. The results of surface characterization in SEM showed the wear profile of the track of the steels with better and worse performance and what possible surface deposits in the materials after the test. The previous conclusions showed lower wear parameter W for tool steel BOHLER S390 between materials and higher W for steel DIN 1.2767 in the finishing conditions tested.