Matrizes de carboneto de tungstênio vs matrizes de aço: guia comparativo

Qual é melhor entre matrizes de carboneto de tungstênio e matrizes de aço? Essas duas são frequentemente usadas em matrizes para rifles., matrizes de estampagem, matrizes de estampagem, bem como matrizes de puncionamento ou extrusão. Isso depende de vários fatores, tais como custos, facilidade de usinagem, resistência ao desgaste, durabilidade e tolerância a altas temperaturas e corrosão.

Compreensão de matrizes e moldes

Normalmente, as "matrizes" são chamadas de formas de estamparia usadas para estampar ou formar metais, obtidas por meio de processos como prensagem, puncionamento ou extrusão. Os "moldes", por outro lado, referem-se à formação de plástico e outros. Tanto as matrizes de carboneto de tungstênio quanto as de aço são usadas para o processamento de metais.

Comparação de materiais

Características do material

Aço para moldes e carboneto de tungstênio são materiais comuns para moldes, com ampla aplicação na fabricação de moldes. Então, qual é o melhor entre o aço para moldes e o carboneto de tungstênio? Vamos compará-los em termos de características do material, propriedades mecânicas, resistência ao desgaste, usinabilidade e custo.

Aço fundido

O aço para matrizes é um tipo de aço que tem propriedades mecânicas e resistência ao desgaste superiores.

• Alta dureza e resistência: O aço para matrizes tem alta dureza, resistência e tenacidade, podendo atender aos requisitos de alta resistência e resistência ao desgaste durante a operação do molde.
• Tratamento térmico: Ele tem boas propriedades de tratamento térmico para melhorar a dureza e a resistência ao desgaste.
• Excelente usinabilidade: Permite fácil corte e moldagem.

Matriz de carboneto de tungstênio

O carboneto de tungstênio é um material de liga de alta dureza e resistência, composto principalmente de tungstênio e outros elementos de liga.

• Dureza extrema: Possui dureza extremamente alta e resistência ao desgaste adequada para operações de moldagem.
• Resistência a altas temperaturas: Mantém boa dureza e resistência em condições de alta temperatura.
• Resistência à corrosão: Capaz de resistir a ambientes corrosivos.

Propriedades mecânicas

Em termos de propriedades mecânicas, tanto o aço para matrizes quanto o carbeto de tungstênio possuem alta dureza e resistência, atendendo às demandas de alta resistência durante as operações de molde. No entanto, a dureza e a resistência do carbeto de tungstênio são maiores, o que o torna mais adequado para aplicações que exigem essas características.

Resistência ao desgaste

Tanto o aço para matrizes quanto o carboneto de tungstênio têm excelentes propriedades de resistência ao desgaste. No entanto, Resistência ao desgaste do carboneto de tungstênio é superior em comparação com o aço para matrizes, tornando-o mais adequado para aplicações que exigem alta resistência ao desgaste.

Usinabilidade

Aço para matrizes:

A boa usinabilidade facilita relativamente o corte e a conformação. O material pode ser usinado em fresadoras CNC convencionais, tornos e máquinas de eletroerosão a fio. Fresas de metal duro padrão são suficientes, e os parâmetros de usinagem são fáceis de ajustar.

Carbeto de tungstênio:

Maquinabilidade relativamente baixa, exigindo técnicas e equipamentos de usinagem especializados. Quão significativa é essa diferença? Aqui estão alguns exemplos práticos:

• Usinagem por descarga elétrica (EDM): Para a mesma cavidade, a usinagem do carboneto de tungstênio leva aproximadamente quatro vezes mais tempo do que a usinagem do aço para matrizes. O desgaste do eletrodo também é maior, resultando em um consumo significativamente maior de eletrodo de cobre.
• Moagem: Os rebolos padrão de óxido de alumínio não conseguem retificar o carboneto de tungstênio de maneira eficaz. É necessário utilizar rebolos de diamante ou de nitreto de boro cúbico (CBN). Um rebolo de diamante custa de cinco a dez vezes mais do que um rebolo padrão e requer um dressamento mais frequente.
• EDM de fio: A velocidade de corte por eletroerosão a fio (EDM) do carboneto de tungstênio é de aproximadamente um terço a um quarto da velocidade do aço para matrizes. O consumo de fio de molibdênio ou de cobre também aumenta proporcionalmente.
• Torneamento e fresagem: Somente ferramentas de corte de PCD (diamante policristalino) ou CBN podem ser utilizadas. Tanto a velocidade de avanço quanto a profundidade de corte devem ser significativamente reduzidas; caso contrário, as ferramentas de corte podem lascar ou quebrar.

Em termos simples, os moldes de carboneto de tungstênio exigem prazos de usinagem mais longos, consumíveis mais caros e operadores de máquinas altamente experientes. Quando mudanças frequentes no projeto exigem modificações repetidas nos moldes, o custo e o prazo envolvidos na modificação desses moldes podem se tornar uma grande preocupação.

Considerações sobre custos

Tanto os custos do material quanto os de usinagem do aço para matrizes são significativamente menores do que os do carboneto de tungstênio. Não há dúvida quanto a isso. No entanto, desde 2025, a diferença de preço entre os dois materiais aumentou ainda mais.

Comparação de custos de materiais

• Aço convencional para matrizes, como Cr12MoV e SKD11: normalmente algumas dezenas de RMB por quilograma
• Peças brutas de carboneto de tungstênio: de várias centenas a vários milhares de RMB por quilograma, com flutuações substanciais de preço nos últimos dois anos

Impacto real dos aumentos nos preços da matéria-prima de tungstênio em 2025–2026

Em abril de 2025, a China implementou controles mais rigorosos sobre as cotas totais de produção para a mineração de concentrado de tungstênio e intensificou a fiscalização contra minas de pequena escala não licenciadas, reduzindo significativamente a produção de matéria-prima no setor de upstream. A partir do terceiro trimestre de 2025, os preços do pó de tungstênio e do pó de carboneto de tungstênio começaram a subir. Após a entrada em vigor das restrições à exportação de itens relacionados ao tungstênio, em 6 de janeiro de 2026, os preços voltaram a subir acentuadamente.

Os dados sobre preços são apresentados a seguir:

Embora o preço tenha caído aproximadamente 60% em relação ao seu pico, o preço atual continua sendo mais de três vezes superior ao registrado antes deste ciclo de alta. Isso significa que o custo da matéria-prima dos moldes de carboneto de tungstênio aumentou várias vezes em comparação com o de dois anos atrás, e é improvável que haja um retorno aos níveis de preço anteriores no curto prazo.

Recomendações práticas

• Para aplicações de produção em grande volume que exigem uma vida útil extremamente longa do molde — como mais de um milhão de ciclos —, o custo alocado por peça dos moldes de carboneto de tungstênio ainda pode ser econômico. O impacto dos preços mais elevados pode ser compensado por sua vida útil excepcionalmente longa.
• Para produções de pequeno e médio volume que exigem uma vida útil do molde que varia de dezenas de milhares a várias centenas de milhares de ciclos, o aço para matrizes — especialmente os aços de alta velocidade produzidos por metalurgia do pó, como o ASP-23 e o HAP40 — oferece uma vantagem mais significativa em termos de custo-benefício nas atuais condições de mercado.

Conclusão

Concluindo, tanto o aço para moldes quanto o carbeto de tungstênio têm suas vantagens e aplicações apropriadas. Ao escolher os materiais, considere os requisitos específicos da aplicação do molde. Se for necessário ter maior dureza, força e resistência ao desgaste, o carbeto de tungstênio pode ser a escolha certa. Se o custo for crucial, o aço para moldes pode ser uma opção melhor. Além disso, com base em situações específicas, outros materiais de molde adequados também podem ser selecionados.