Desenvolvimento de punção e matriz de alta resistência mecânica e ao desgaste para conformação de tampas twist off para indústria de alimentos - Augusto, Arnaldo (2024)
O foco na resistência ao desgaste neste processo de fabricação é a perda de produtividade e qualidade do produto na presença de impurezas ou desgaste natural da ferramenta. O estudo utilizou como referência a estampagem de tampas twist off de folhas de aço espessura 0,17mm com baixo teor de carbono com revestimento de cromo ou estanho para potes de vidro na indústria alimentícia. Outro fator a ser considerado no processo fabril diz respeito a reutilização do ferramental através da reafição. O aço AISI-D6 foi substituído pelo aço ferramenta temperado e revenido S790 Microclean® com revestimento duplex de PVD. Apesar do apreciável ganho em produtividade que a ferramenta de aço S790 Microclean® com revestimento duplex (nitretação+PVD de AlCrN), constatou-se grande dificuldade na reutilização dos punções, pois a reafiação obriga a se submeter a ferramenta ao mesmo tratamento, após remoção química do revestimento. Esta operação é demorada e onerosa e por este motivo se partiu para uma quebra de paradigma, estudando-se a possibilidade de utilização de outra classe de material nesta aplicação com uma resistência ao desgaste eventualmente superior, procurando correr o menor risco em termos de redução de resistência mecânica, além de considerar custo de ferramental, manutenção e tempo de set-up de máquina. Analisando cerâmicos e cerâmicos com baixa porcentagem de matriz metálica, optou-se pelo metal duro WC-Co, consagrado em várias aplicações. Estudaram-se três classes de metal duro de elevado teor de cobalto com controle de granulometria dos carbonetos de tungstênio, otimizado em termos de resistência mecânica, com teores de cobalto crescentes: GD30, GD40 e GD50. Tomando-se as características mecânica e de resistência ao desgaste do S790 Microclean® revestido (punção) determinadas em estudo anterior, resistência à compressão de 3,75 GPa, dureza HRV 1129 e a rugosidade do aço S790 com revestimento, o que mais se aproxima do último é o GD40. O desgaste do GD30 foi observado na matriz. A montagem do ferramental (punção) contou com 08 em aço S790 revestido, 02 com GD40 e 02 com GD50. O GD50 não prosseguiu nos testes por apresentar elevada concentração de porosidade. A liga GD40 apresentou bom comportamento, após 3000 horas de trabalho, sendo uma ótima possibilidade para os punções. Comparando o punção em GD40 com relação ao S790 Microclean® com revestimento duplex PVD, o mesmo produziu o triplo com um custo inferior de 42,5%. Dentro da variada oferta de classes de metal duro (WC-Co) após verificação dos dados disponíveis na indústria e alguns testes mecânicos optou-se pela utilização da classe GD30 como matriz e GD40 como punção.