Avaliação de desgaste de máscaras metálicas aplicadas a ferramentas de forjamento a quente

Abstract

Uma nova forma de minimizar o desgaste da matriz foi criado por meio de uma máscara, feita de uma chapa de metal, que visa proteger a matriz dos efeitos dos ciclos de forjamento. Além de ser uma solução mais barata do que a troca da matriz, a máscara é facilmente substituída. Neste trabalho foi estudado a viabilidade de utilização de chapas de aço DIN 22Mn5B utilizadas como máscaras e proteção para matrizes de forjamento a quente. Testes de compressão com um martelo de queda foram realizados para avaliar o desgaste superficial progressivo de uma chapa usadas como máscara protetora. As análises foram feitas através de resultados dos perfis de rugosidade, microdureza e mudanças microestruturais da chapa. Os resultados da perfilometria mostram que a máscara sofreu desgaste abrasivo devido ao aumento da sua rugosidade. As partes não afetadas pela deformação mantiveram os valores de rugosidade durante todo o experimento, com valores menores que 10μm. A área mais afetada da máscara, parte central, após as 300 compressões apresentou valores de rugosidade perto de 40μm para o maiores picos e 20μm para os vales. A microdureza da máscara manteve-se próxima aos valores próprios deste aço, com o maior valor de microdureza de 235 HV e o menor de 188 HV. Na microestrutura, foram encontrados grãos deformados próximo à superfície, indicando início do desgaste por deformação plástica após as 300 compressões. Contudo, no interior da máscara, nem o tamanho de grão nem a microestrutura foram afetados.

A new way to minimize or use the die was created by a metal mask, made of a metal plate, which aims to protect a die from the effects of forging cycles. In addition to being a cheaper solution than changing the die, a mask is easily replaced. In this work, the feasibility of using DIN 22Mn5B steel sheets was studied, used as masks and protection for hot forging dies. Compression tests with a few hammer were performed to evaluate or use the progressive surface of a plate used as a protective mask. As analyzes were made through results of profiles of roughness, microhardness and microstructural changes of plate. The results of profiling show that the mask suffers abrasive wear due to the increase of its roughness. As parts not affected by the deformation, they maintain the robustness values throughout the experiment, with values less than 10μm. An area most affected by the mask, the central part, after 300 compressions shows roughness values close to 40μm for the largest peaks and 20μm for the values. A microhardness of the mask remains close to the lower values of this steel, with a greater microhardness value of 235 HV and less than 188 HV. In the microstructure, deformed grains were found close to the surface, with the beginning of wear due to plastic formation after 300 compressions. However, inside the mask, neither the grain size nor the microstructure was affected.