Seleção de materiais de matriz de trefilagem de carboneto de tungsténio

As matrizes de trefilagem, feitas de carboneto de tungsténio, são ferramentas utilizadas para trefilar fios de aço. São constituídas por um molde e uma caixa de molde. A qualidade das matrizes de trefilagem, incluindo a forma geométrica e o acabamento da superfície do orifício, afecta grandemente a qualidade da superfície do fio de aço e a suavidade do processo de trefilagem. Tem também um certo impacto nas propriedades mecânicas do fio e no consumo de energia. Além disso, devido ao seu custo relativamente elevado, a vida útil das matrizes de trefilagem afecta diretamente o custo do produto.

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O carboneto de tungsténio, que é utilizado para fabrico de matrizes de trefilagempertence às ligas duras de tungsténio-cobalto. De acordo com o teor de cobalto, são classificadas em três tipos: K01, K10 e K20, que representam a percentagem de cobalto. O K01 contém 3% de cobalto, o K10 contém 6% de cobalto e o K20 contém 8% de cobalto, de acordo com as normas ISO. O tungsténio determina a dureza e a resistência ao desgaste, enquanto o cobalto actua como aglutinante, determinando a tenacidade da liga. A composição e a dimensão das partículas do carboneto de tungsténio têm um impacto significativo no seu desempenho. O aumento do teor de cobalto aumenta a tenacidade e a resistência à flexão da liga, mas reduz ligeiramente a sua densidade, dureza e resistência à compressão. Inversamente, a redução do teor de cobalto tem o efeito oposto. O carboneto de tungsténio de grão grosso melhora a tenacidade e a resistência à flexão da liga, mas reduz a sua dureza e resistência ao desgaste, tornando-o inadequado para matrizes de trefilagem. O carboneto de tungsténio de grão fino aumenta a dureza e a resistência ao desgaste da liga, reduzindo ligeiramente a sua resistência. É adequado para fabrico de matrizes de trefilagem com diâmetros pequenos.

Os vários tipos de ligas duras utilizadas para fabricar matrizes de trefilagem apresentam propriedades mecânicas diferentes. Segue-se uma breve introdução a alguns destes tipos para referência:

K01: Contém 97% de carboneto de tungsténio e 3% de cobalto, com uma estrutura de grão fino. Tem a maior dureza e a menor resistência entre as ligas de tungsténio-cobalto, oferecendo uma excelente resistência ao desgaste mas uma tenacidade relativamente fraca. É adequado para trefilar fios de aço de tamanho fino.

K10: Contém carboneto de tungsténio 94% e cobalto 6%, com uma estrutura de grão médio. As matrizes de trefilagem fabricadas com esta qualidade podem ser utilizadas para trefilar metais não ferrosos ou fios de várias especificações. Tem elevada resistência ao desgaste, bem como boa resistência e tenacidade. Esta qualidade é normalmente utilizada para fabricar matrizes de trefilagem.

K20: Contém carboneto de tungsténio 92% e cobalto 8%, com uma estrutura de grão médio. É adequado para o fabrico de matrizes de estiramento de tubos e barras de grande diâmetro (abaixo de 50 milímetros de diâmetro) e também pode ser utilizado para estiramento de fios de aço de tamanho grosseiro. Tem maior tenacidade e resistência ao impacto em comparação com o K10, mas resistência ao desgaste e dureza ligeiramente inferiores.