No campo de fabricação de moldes, temos mais de 20 anos de experiência e entendemos que a seleção de materiais de molde vai muito além das considerações de custo. O desempenho dos materiais impacta diretamente a vida útil dos moldes, a qualidade dos produtos acabados e até mesmo a eficiência geral da produção, tornando-se um fator crítico na determinação do desempenho do molde.
Se você está selecionando o material de molde certo para o seu projeto, este artigo fornecerá pontos de referência claros. Com base em nossa experiência em projetos, resumimos as principais características e aplicações típicas de diversos materiais de molde comumente usados.
Você pode começar estabelecendo rapidamente uma compreensão básica por meio da tabela abaixo e, depois, se aprofundar na lógica de seleção e nas recomendações de uso de cada material.
tipo de material | Caracteristicas principais | Aplicações típicas |
---|---|---|
Aço Pré-endurecido (por exemplo, P20, 718, NAK80) | Dureza média (HRC 28-40), boa usinabilidade, não necessita de tratamento térmico posterior. | Moldes de injeção de lotes pequenos a médios; moldes que exigem alto polimento (NAK80). |
Aço endurecido (por exemplo, H13, D2, SKD11) | Alta dureza (HRC 45-52+), excelente resistência ao desgaste, alta resistência, boa estabilidade térmica (H13). | Moldes de alto volume, alta precisão e alto desgaste; moldes de fundição sob pressão (H13); matrizes de estampagem e forjamento a frio (D2). |
Aço inoxidável (por exemplo, 420SS, S136) | Excelente resistência à corrosão, boa polibilidade. | Dispositivos médicos, moldes para embalagens de alimentos; moldes para plásticos corrosivos (PVC); moldes com acabamento de alto espelhamento (S136). |
Aço para metalurgia do pó (por exemplo, ASP23, ASP30) | Resistência ao desgaste ultra-alta, alta tenacidade, excelente estabilidade dimensional, microestrutura uniforme. | Moldes de altíssima precisão e vida útil extra longa; matrizes de estampagem complexas; moldes de injeção de alta qualidade. |
Liga de alumínio (por exemplo, 6061, 7075) | Baixa densidade, leve, excelente condutividade térmica, usinagem rápida. | Prototipagem rápida, produção em pequenos lotes; moldes de sopro; componentes de moldes que exigem rápida dissipação de calor. |
Liga de cobre (por exemplo, cobre-berílio, cobre-cromo-zircônio) | Condutividade térmica excepcional, boa resistência ao desgaste, alta resistência (cobre berílio). | Insertos de molde para pontos quentes locais para melhorar o resfriamento; componentes de matriz de estampagem de alta precisão (cobre-berílio). |
Carboneto (por exemplo, carboneto de tungstênio) | Elevada dureza e resistência ao desgaste. | Componentes de moldes sujeitos a desgaste extremo (por exemplo, punções, matrizes para estampagem); peças de vida útil ultralonga. |
Aço ferramenta
Em nossa produção, o aço para ferramentas é, sem dúvida, o material mais utilizado. Sua excelente resistência, dureza, resistência ao desgaste e estabilidade térmica o tornam capaz de lidar com diversos cenários complexos.
Com base nos requisitos específicos do projeto, selecionamos meticulosamente entre diferentes séries de aço para ferramentas:
Aço pré-endurecido (por exemplo, P20, 718, NAK80)
Esses aços são nossa principal escolha para moldes de injeção de lotes pequenos a médios. Eles são pré-revenidos antes da entrega, normalmente com durezas variando de HRC 28 a 40. Isso permite usinagem direta sem tratamento térmico secundário demorado, o que também evita riscos de deformação. Simplifica significativamente a fabricação de moldes e reduz os ciclos de produção. Notavelmente, o NAK80 se destaca — quando os clientes exigem acabamentos superficiais extremamente elevados (por exemplo, lentes ópticas ou peças internas de automóveis), sua polibilidade superior alcança facilmente efeitos espelhados.
Aço temperado (por exemplo, H13, D2, SKD11):
Para moldes que exigem cargas, temperaturas mais elevadas ou desgaste severo (por exemplo, moldes de produção em massa ou fundição sob pressão), optamos por esses aços. Ao contrário do aço pré-endurecido, eles passam por têmpera e revenimento rigorosos para atingir dureza HRC 45–52 ou superior. Esse processo adicional proporciona resistência ao desgaste superior, resistência mecânica e vida útil prolongada do molde. O H13 é o nosso padrão para moldes de fundição sob pressão devido à sua excelente resistência à fadiga térmica. Para matrizes de corte e moldes de estampagem a frio, o D2 e o SKD11 são as melhores opções — sua resistência ao desgaste quase máxima garante um desempenho estável no processamento de materiais de alta dureza.
Aço inoxidável (por exemplo, 420SS, S136)
Para dispositivos médicos, moldes para embalagens de alimentos ou plásticos que liberam gases corrosivos (por exemplo, PVC), normalmente utilizamos esses aços. Sua excelente resistência à corrosão e polibilidade os tornam ideais para tais aplicações. O S136, em particular, oferece resultados impecáveis para peças plásticas transparentes que exigem acabamentos espelhados perfeitos.
Aço para metalurgia do pó (por exemplo, ASP23, ASP30)
Para projetos "resistentes" de altíssima precisão e vida útil ultralonga (por exemplo, matrizes de estampagem de precisão ou moldes de injeção de alta qualidade), esses aços são a solução definitiva. Apesar do custo mais elevado, sua estrutura de grãos uniformes proporciona excepcional resistência ao desgaste e tenacidade, prolongando significativamente a vida útil do molde — muitas vezes, mostrando-se mais econômico a longo prazo.
Liga de alumínio (por exemplo, 6061, 7075)
A liga de alumínio é outro material frequentemente utilizado na fabricação de moldes. Sua condutividade térmica é várias vezes maior que a do aço, permitindo que os moldes de injeção resfriem mais rapidamente, reduzindo drasticamente os tempos de ciclo e aumentando a eficiência da produção.
No entanto, as ligas de alumínio não possuem a dureza e a resistência ao desgaste do aço — por exemplo, o aço 7075 tem menos de um quarto da dureza dos aços para ferramentas de alta qualidade. Por isso, são frequentemente utilizadas para prototipagem rápida e moldes de produção em baixa escala.
Dito isto, o alumínio tem um desempenho excepcionalmente bom em moldes de sopro, moldes de prototipagem rápida ou componentes que exigem dissipação de calor eficiente.
Liga de cobre
Quando ocorre superaquecimento localizado ou é necessária uma maior eficiência de resfriamento, frequentemente utilizamos ligas de cobre (por exemplo, cobre-berílio, cobre-cromo-zircônio). Sua excelente condutividade térmica e moderada resistência ao desgaste as tornam ideais para insertos ou materiais de núcleo, posicionados com precisão em pontos críticos do molde. Em moldes de fundição sob pressão, os insertos de liga de cobre reduzem efetivamente as temperaturas do núcleo, prolongando a vida útil do molde e, ao mesmo tempo, melhorando a eficiência da produção e a qualidade do produto.
Para matrizes de estampagem de alta precisão que exigem componentes elásticos ou seções de conformação específicas, o cobre-berílio também é considerado devido à sua elasticidade e resistência à fadiga. Dado seu custo mais elevado, utilizamo-lo apenas em áreas críticas onde suas propriedades únicas são indispensáveis.
Carboneto
Para componentes de molde sujeitos a desgaste extremo (por exemplo, matrizes de punção, matrizes côncavas) ou que exigem altíssima precisão e longevidade, recorremos ao "campeão dos pesos pesados" — o carboneto (por exemplo, aço de tungstênio). Com dureza superior a HRA 90 e excelente resistência ao desgaste, é incomparável. No entanto, sua fragilidade e alto preço limitam seu uso a cenários onde o desempenho não deixa alternativa.
Por fim, a seleção dos materiais de molde não deve se basear apenas na experiência geral, mas sim em um julgamento abrangente com base nas condições específicas do projeto. Recomendamos consultar engenheiros de moldes profissionais antes de tomar decisões.
Antes disso, seria útil preparar as seguintes informações importantes:
- Características básicas do produto (como material utilizado, complexidade estrutural, precisão dimensional e requisitos de acabamento de superfície);
- Volume estimado de produção;
- Faixa de orçamento de custo;
- Outros requisitos especiais (por exemplo, resistência à corrosão, condutividade térmica ou desempenho de polimento, etc.).
Com essas informações, os engenheiros podem combinar você com soluções de materiais de molde mais adequadas, alcançando o equilíbrio ideal entre desempenho, vida útil e custo.
Caso você ainda tenha dúvidas sobre a seleção do material do molde, sinta-se à vontade para entrar em contato com a equipe de engenharia de moldes da RJC, podemos fornecer suporte técnico gratuito. Contate agora.