Medidas para melhorar a deformação e a rachadura das matrizes de estampagem durante o tratamento térmico

I. Tratamento Térmico Preliminar
Para forjados de matrizes de estampagem de aço hipereutetóide, a normalização deve ser realizada primeiro, seguida de recozimento esferoidizante para eliminar a cementita secundária em rede dentro dos forjados, refinar a estrutura granular, aliviar as tensões internas e preparar a microestrutura para o tratamento térmico subsequente. Antes da têmpera das peças da matriz de estampagem (como matrizes côncavas), a têmpera em baixa temperatura deve ser conduzida primeiro. Para matrizes com formas mais complexas e requisitos de alta precisão, o tratamento de têmpera e revenido deve ser realizado após a usinagem grosseira e antes da usinagem de acabamento para reduzir a deformação da têmpera, minimizar a tendência de rachaduras e preparar a microestrutura para o tratamento térmico final.

II. Otimização dos Processos de Têmpera e Revenido

1. Proteção das Peças Durante a Têmpera
   A têmpera e o revenido são etapas críticas que afetam a deformação ou rachaduras das peças da matriz de estampagem durante o tratamento térmico. Para áreas de peças críticas da matriz propensas à deformação ou rachaduras durante a têmpera, medidas de proteção eficazes devem ser tomadas para garantir formas e seções transversais simétricas das peças, bem como tensões internas equilibradas.

2. Melhoria dos Métodos de Aquecimento
   Para punções e matrizes de estampagem pequenas ou peças cilíndricas esbeltas, o pré-aquecimento a 520–580°C antes de colocá-las em um forno de banho de sal de temperatura média para aquecimento até a temperatura de têmpera pode reduzir significativamente a deformação em comparação com o aquecimento direto em um forno elétrico ou reverberatório. Este método também ajuda a controlar a tendência de rachaduras. Especialmente para peças de matriz de aço de alta liga, o método de aquecimento correto envolve o pré-aquecimento primeiro, depois o aumento da temperatura para o nível de têmpera. A duração da exposição a altas temperaturas deve ser minimizada durante o aquecimento para reduzir a deformação da têmpera e evitar a formação de microfissuras.

3. Determinação da Temperatura de Aquecimento
   Temperaturas de têmpera excessivamente altas engrossam os grãos de austenita e causam oxidação e descarburação, aumentando a tendência de deformação e rachaduras. Dentro da faixa de temperatura de aquecimento especificada, se a temperatura de têmpera for muito baixa, os orifícios internos da peça podem encolher, reduzindo o tamanho do furo. Portanto, o limite superior da faixa de temperatura de aquecimento deve ser selecionado para aços carbono. Para aços liga, temperaturas de aquecimento mais altas podem causar expansão dos orifícios internos e um aumento no tamanho do furo, portanto, o limite inferior da faixa de temperatura de aquecimento é preferível.

4. Seleção de Meios de Resfriamento
   Para aços liga, o melhor método para minimizar a deformação da têmpera é a têmpera isotérmica ou martêmpera em um banho quente de nitrato de potássio e nitrito de sódio. Este método é particularmente adequado para matrizes de estampagem com formas complexas e requisitos dimensionais precisos. Para algumas peças de matriz porosas, o tempo de têmpera isotérmica não deve ser muito longo, pois pode causar um aumento no diâmetro ou passo do furo. Utilizar as características de encolhimento durante o resfriamento a óleo e expansão durante o resfriamento com sal de nitrato, e aplicar a têmpera de meio duplo apropriadamente, pode reduzir a deformação da peça.

5. Otimização dos Métodos de Resfriamento
   Antes de colocar as peças no meio de resfriamento após a remoção do forno de aquecimento, elas devem ser resfriadas ao ar adequadamente primeiro. Este é um dos métodos eficazes para reduzir a deformação da têmpera e evitar rachaduras. Após colocar as peças da matriz no meio de resfriamento, elas devem ser giradas apropriadamente, com mudanças na direção de rotação, para garantir taxas de resfriamento uniformes em todas as partes do componente. Isso reduz significativamente a deformação e evita rachaduras.

6. Controle do Processo de Revenido
   Após a remoção do meio de resfriamento, as peças da matriz não devem ser deixadas no ar por muito tempo, mas devem ser prontamente colocadas em um forno de revenido para revenido. Durante o revenido, a fragilidade de revenido em baixa e alta temperatura deve ser evitada. Para peças de matriz com requisitos de alta precisão, múltiplos tratamentos de revenido após a têmpera podem ajudar a aliviar as tensões internas, reduzir a deformação e minimizar a tendência de rachaduras.

7. Tratamento Térmico Antes do Corte a Fio
   Para peças de matriz de estampagem processadas por corte a fio, a têmpera graduada e múltiplos tratamentos de revenido devem ser aplicados antes do corte a fio para melhorar a temperabilidade das peças, garantir a distribuição uniforme das tensões internas e manter um estado de baixa tensão interna. Quanto menor a tensão interna, menor a tendência de deformação e rachaduras após o corte a fio.