Projeto de matrizes de estampagem de carboneto: soluções duráveis e de alta eficiência

As matrizes de estampagem de carboneto, construídas principalmente a partir de ligas robustas de tungsténio-cobalto, como K01, K10, K20, K30 e K40, são essenciais para a fabricação moderna devido à sua excelente dureza e resistência superior ao desgaste. No entanto, a fragilidade inerente e a resistência à flexão relativamente mais baixa dos materiais de carboneto exigem considerações cuidadosas de projeto para maximizar o desempenho e a longevidade.

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Fatores-chave a considerar ao projetar matrizes de estampagem de carboneto

1. Seleção da estrutura da matriz:

   • É fundamental escolher o material correto para a estrutura da matriz. As placas superior e inferior da matriz são idealmente feitas de aço 45, endurecido e temperado a uma dureza de 25-30 HRC para suportar a matriz de carboneto sem comprometer a integridade estrutural. O aço E235A também pode ser utilizado, mas o ferro fundido cinzento deve ser evitado devido à sua menor resistência e durabilidade. Adicionalmente, a incorporação de guias e casquilhos esféricos aumenta a precisão da guia, enquanto um punho de matriz flutuante ajuda a acomodar qualquer desalinhamento durante a operação.

2. Métodos de fixação para punções e matrizes:

   • A fixação dos componentes do punção e da matriz pode ser efectuada eficazmente através da fixação mecânica, que garante uma fixação segura e sem tensões. Em alternativa, pode ser utilizada a fixação por manga quente, que simplifica a montagem e a desmontagem devido aos diferentes coeficientes de expansão térmica do aço e do carboneto, com ajustes de interferência típicos que variam entre 0,6% e 1% do diâmetro e temperaturas de aquecimento entre 500-600°C.

3. Conceção de uma placa ejectora com mola:

   • Uma placa ejectora com mola minimiza o contacto com a matriz de metal duro, evitando assim danos na aresta de corte. A placa ejectora deve ser guiada com precisão e mantida pelo menos 0,05 mm acima da espessura máxima do material para garantir um funcionamento suave. O material normalmente utilizado para a placa ejectora é o HS6-5-2C, endurecido a 42-46 HRC.

4. Conceção da placa de apoio:

   • Para aumentar a rigidez e evitar potenciais fissuras da matriz de carboneto, é essencial incorporar uma placa de suporte endurecida. Esta placa, normalmente feita de HS6-5-2C com uma dureza de 56-60 HRC, deve ser pelo menos 1,2 a 1,25 vezes mais espessa do que a utilizada nas matrizes de aço convencionais.

5. Distribuição uniforme de tensões nos bordos da matriz:

   • A conceção da matriz deve garantir uma distribuição uniforme das tensões ao longo dos bordos para evitar a estampagem unilateral, que pode levar a fracturas nos bordos e a um desgaste prematuro.

6. Seleção de equipamento de estampagem:

   • Dada a eficiência e a precisão exigidas na utilização de matrizes de metal duro, é vantajoso selecionar prensas de estampagem de alta velocidade equipadas com dispositivos de alimentação automática. Estas máquinas são ideais para lidar com as exigências de produção de grande volume típicas das operações de estampagem de metal duro.

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