TT.Moldes.Injeção.Alumínio

Certificação ISO 9001:2000 desde 07/2007
www.isoflama.com.br
isoflama@isoflama.com.br

(*) Logo Isoflama: configuração cristalina da martensita “TCC”

João Carmo Vendramim

Isoflama – Indaiatuba,SP

Rua Alberto Guizo, 799 - Cep 13347-402 – F.019-3936.5121 – Cel. 019-9648.4552
Distrito Industrial João Narezzi – Indaiatuba, SP - Brasil


Visão Geral dos Fornos Isoflama

Forno de Têmpera a Vácuo
com Pressão até 12 bar para Fornos de Revenimento a Vácuo
o resfriamento com gás
nitrogênio


Nitretação Iônica por Plasma - ISONIT®


A partir de abril 2012, + 2 fornos

Forno de Revenimento a Vácuo – “Seco-
Warwick”, USA-Polônia

• Dimensões úteis: 600 x 600 x 900 mm

• Monitoramento eletrônico: 02
termopares de arraste (Superfície e
Núcleo)
Obs.: Atende as normas aeronáuticas internacionais



Forno de Têmpera a Vácuo – “TAV”, Itália

• Dimensões úteis: 700 x 700 x 1050 mm;

• Capacidade: 1.400 kg

• Pressão de resfriamento max.: 15 bar



Têmpera a Vácuo, 15 bar
TAV - Itália

Forno Revenimento a Vácuo
“Seco-Warwick” - Polônia


Processos Térmicos Isoflama
• Têmpera a Vácuo;
• Revenimento a Vácuo;
• Alívio de Tensão a Vácuo;
• Solubilização de Ligas Inoxidáveis (Vácuo);
• Envelhecimento de Ligas Inoxidáveis (Vácuo);

• Nitretação Iônica por Plasma:
 Nitretação Com, ou Sem, Camada Branca;
 Nitrocarbonetação;
 Oxinitrocarbonetação


Nitretação Iônica por Plasma

• Tecnologia Plateg®
• Dimensões úteis: 900 x 1.600 mm
• Nitretação
• Nitrocarbonetação
• Oxinitrocarbonetação
• Nitretação Austenítica
• Possibilidade de realizar PACVD


O forno de Têmpera a Vácuo

Pressão de Resfriamento: até 12 Bar


O Forno de Têmpera Isoflama
• Mais moderno forno da América do Sul.
• Dimensão útil: 600 x 600 x 900 mm.
• Carga máxima: 1000 kg.
• Pressão máxima de resfriamento: 12 bar.
• Uniformidade de temperatura e resfriamento.
• “Isothermal Quench” Isothermal stops during cooling cycle
control the temperature gradients throughout the load,
ensures minimised distortion and eliminates hardening micro-
cracks in large dies.
• 100% controlado por PLC – tb via Internet.
• Registro eletrônico do processo.


O painel de controle do forno de Têmpera a Vácuo Isoflama


Nitretação Iônica por Plasma - Isonit® –
Resultado de camada para aço H13, sem camada branca -
aplicação Injeção Alumínio


Criogenia
• Tecnologia Isoflama: ISOCRIO® - 196 ºC
• Rampas controladas de resfriamento: - 70-120 ºC


Processo “Duplex”

Processo “Duplex” consiste de dois tratamentos
superficiais:

1. Nitretação Iônica: Sem Camada Branca

2. Revestimento Duro tipo “PVD”


Laboratório Metalográfico Isoflama


Telefones e “E-mails” Isoflama
• Fone: 019-3936.5121
• Celular: 019-9648.4552

• Cotação: < cotacao@isoflama.com.br >

• Coordenador Industrial (Sr.Jorge):
 019-9677.7124 < jorge@isoflama.com.br >

 Engenharia (Sr.J.C.Vendramim):
 019-9677.2024 < vendramim@isoflama.com.br >


Para a emissão de Cotação e envio de
“Pedido de Compra”
• Solicitação de Cotação: < cotacao@isoflama.com.br >

• Pedidos de Compra: enviar “e-mail” para

< pedidosdecompra@isoflama.com.br >

• Para a emissão de Cotação são necessárias as seguintes e
importantes informações:

 Ficha Cadastral;
 Empresa “Contribuinte”, ou “Simples Nacional”??
 Produto objeto do TT é “Revenda”, ou “Consumo Próprio”??


ISOFLAMA

Arte, Conhecimento e Tecnologia de aquecimento e resfriamento
para produzir o melhor Tratamento Térmico.

“Só fazemos melhor aquilo que
repetidamente insistimos em melhorar. A
busca da excelência não deve ser um
objetivo, mas sim um hábito”
Aristóteles (sec.384-322 AC)


Considerações técnicas para a
Matriz de Injeção de Alumínio
Antes e Depois do Tratamento
Térmico
Importante: Se TT corretamente executado, monitorado, este, em 99%
dos casos de não conformidades catastróficas, por exemplo, trincas, é
Objeto e Não Sujeito.


Operação

Convencional Eletroerosão Preenchimento com Solda

Riscos embutidos nas Matrizes

 Tensão Residual Superfície fundida & Elevada tensão localizada
 Endurecimento endurecimento – possivel
formação de micro-trincas Não uniforme estrutura localizada:
Riscos de Risco propagação trincas  Áreas moles
Deformação  Áreas duras
deformação no substrato

Recomendações

 Usinagem Evitar:
balanceada  paredes finas; Remoção de toda Antes da Têmpera Depois da Têmpera
 angulos agudos; a camada Alívio de Tensão
 Tratamento de  queimas; superficial por
Alivio de Tensão  áreas rugosas. polimento Alivio de Tensão Revenimentos
intermediários (definir no projeto)


Diferentes Causas de Danos na Matriz de
Injeção de Al

– Má concepção / fabricação: projeto; forma;
– Rota de usinagem e parâmetros de processo;
– Aço incorreto; Propriedades Mecânicas inadequadas
(superfície e núcleo)
– Má condição de utilização: préaquecimento, duração de
ciclo, lubrificação, alivio de tensão, etc…
– Problemas acidentais: bloqueio na refrigeração, sistema
deficiente de refrigeração, condições de partida incorretas
(projeto e produção), manutenção inadequada


Tratamento Térmico
Por que realizar o TratamentoTérmico?

► Incrementar a “vida útil” da Matriz
► Incrementar a “Produtividade” ► menos manutenção
► Incrementar a qualidade das peças produzidas

Solução:

► Têmpera e Revenimento a Vácuo
► Nitretação Iônica por plasma


Tratamento Térmico

“Vida” da Matriz, qualidade dependente de:

► CONCEPÇÃO (projeto)
► USINAGEM (ferramentaria)
► TRATAMENTO TÉRMICO (Tecnologia de Vácuo)
► UTILIZAÇÃO DA MATRIZ (usuário)

Análise dos custos de construção de uma matriz mostram que as etapas de
“aço” + “projeto” + “usinagem” alcançam valores da ordem de 95% do
custo total. O tratamento térmico pode alcançar, em alguns casos, 5%, mas
geralmente está na ordem de 2% a 3% e, no entanto, junto com as
condições de utilização, responde pela “vida útil” da matriz.


Tratamento Térmico
Fundição de Alumínio

Por que a matriz falha ? O que seria necessário?

 Trincas grosseiras ►Boa tenacidade
 Fadiga Térmica ►Adequada transmissão de calor
 Erosão ►Elevada resistência a abrasão
 Superfície aderente ►Boas Propriedades anti-aderentes
 Manutenção

A propriedade “Dureza” não é suficiente para definir
a boa qualidade de tratamento térmico e garantir
uma boa performance da matriz.


Objetivos do Tratamento Térmico

Microestrutura – Superfície e Núcleo

• Estrutura Metalúrgica antes da usinagem – Bloco Recozido
(Homogêneo) – responsabilidade do fabricante (conf.NADCA)

• Estrutura Metalúrgica depois da Têmpera e Revenimento
(Ótimo compromisso entre Dureza / Resiliência) – resp. TT

Nitretação
• Camada nitretada: 0,040 a 0,070 mm; sem “camada branca”
• Ductilidade (menor na camada)
• Resistência a Oxidação; Resistência a tensões térmicas


Tratamento Térmico de Bloco Padrão para
homologação de aço importado


Aquecimento e Resfriamento do bloco de aço monitorado com
termopares de superfície e núcleo: Bloco de Aço e Peça

Termopares Superfície e
Núcleo no Bloco de Aço

Termopar no Núcleo da Peça

Linhas Amarela e Branca: Termopares no Bloco de massa equivalente
Linhas Violeta: Termopar na peça

“Isothermal Quench” em peça monitorada
com termopares localizados na Superfície e
Núcleo


Furos para Fixação de Termopares de
monitoramento
 Furo Termopar da Superfície: Isoflama pode utilizar furo de
manipulação

 Furo Termopar do Núcleo: Ferramentaria produz furo de diâmetro 3,5
+- 0,5 mm na área de maior “massa” e até a profundidade
correspondente à metade da espessura da peça.
 Consultar a Isoflama, pois o local desse furo para núcleo dependerá
da maneira como a peça será montada na carga.

Projetista: os melhores resultados no processo de têmpera e revenimento
do aço da matriz, molde, ou peça, também dependem de você!


Tratamento Térmico
Matriz para Fundição de Alumínio - Têmpera

 Taxa de resfriamento controlada por termopares
 A diferença entre núcleo e superfície cresce com o
tamanho do bloco
 Alta e Baixa Pressão Resfriamento,
 Necessário tecnologia e ciclos especiais.

O forno Seco-Warwick® tem tecnologia para atender às
exigências de correto resfriamento (taxas elevadas e
baixas) e incrementar as propriedades superfície e
núcleo. Além disso, dispõe de recurso como “Isothermal
Quenching” – equivalente a martempera.


Tratamento Térmico
Dureza versus Propriedades Mecânicas

Ótima
Isoflama
Obter a microestrutura correta e a melhor tenacidade
X500

Não ótima
Tenacidade (J)

X500
34 Ótima
Mesmo tipo de aço tratados para a mesma
dureza (45 HRC) em diferentes processos /
17 Não ótima tecnologia podem apresentar diferentes
tenacidades (17J / 34J).
A vida útil das matrizes nessas condições será
radicalmente diferente
45
Dureza (HRC)


Aços para a Matriz
• O mercado oferece várias tipos de aços da classe trabalho a
quente;

• Cada fabricante produz o aço da classe trabalho a quente
para Matriz de Injeção de Aluminio e periféricos que pode ser
uma variação do aço AISI H13, ou AISI H11.

• Cada aço com as suas respectivas marcas e propriedades
mecânicas ajustadas mediante diferenças de composição
química e tecnologia de fabricação empregada.


Aços para a Matriz
Tabela de Marcas de Aços da Classe Trabalho a Quente

INSERIR TABELA DE MARCAS


Nitretação Iônica por Plasma
Aço da Matriz para Fundição de Alumínio
Mais performance ?

Nitretação pode ser aplicada quando necessário incrementar:
► Resistência a abrasão;
► Resistência a Fadiga Térmica (trincas superficiais).
 Sem Camada Branca, profundidade de 0,040 a 0,070 mm.

Adicionalmente, a Nitretação também incrementa:
► Lubrificação a sêco;
► Boas propriedades anti-aderentes.

A Figura mostra impressões de microdureza Vickers realizadas na camada
nitretada. Quanto menor o tamanho da impressão, maior a dureza. Nessa
camada se observa a presença de “camada branca”


Resultado Nitretação Isonit® – Sem Camada
Branca


Cuidados na fabricação da Matriz para
reduzir impacto no tratamento térmico
Sem Chanfros e angulos retos


Cuidados na Fabricação da Matriz …

Sem Chanfros

Risco de trincas no
tratamento térmico

Solução: Arredondamento


Cuidados na Fabricação da Matriz …
Sem Rebarbas

Risco de Trincas (elevado) Solução: « Rebarbar »


Solda …
Preenchimento com solda

Risco de Trincas Solução: Alívio de Tensão antes da Têmpera


Furos tangenciais / Paredes Finas …

Furos Tangenciais

Concepção incorreta

Risco de Trincas


Paredes Finas …

Concepção incorreta de projeto

Furo antes / depois do tratamento térmico


Geometria …

Geometria / Variação de Forma

Diferença de Seção Risco de Trincas

Solução: projeto / evitar variação brusca de forma / etapas


Eletroerosão …
EDM

Efeito da temperatura na superfície
depois do EDM

Pont o A: camada branca (estrutura
vítrea)
Ponto B: zona re-endurecida
Ponto C: recozida, zona revenida.
Ponto D: sem alteração

Diferentes temperaturas
causam camadas com
diferentes durezas

Risco (frágil,trincas…)


Eletroerosão …
Solução para reduzir riscos de EDM

1- Sem trincas na camada (10 microns)
 Revenimento para remoção das tensões
de EDM.....recomendável até 24 horas
depois

2- Trincas dentro da camada
 Polimento


Peças tratadas na Isoflama
• W400 (~AISI H11) – 750 Kg



• K110 (AISI D2) – 1.200 kg (ciclo alta tenacidade)


Transporte das matrizes

Matrizes e peças
condicionadas em
caçambas metálicas com
fundo revestido de madeira
e borracha


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