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Materiais de Estampagem Metálica: Propriedades que Definem Como a Peça se Conforma

O material define quais formas são possíveis, quão fechada pode ser uma dobra, quanta força a prensa precisa e quanto dura a matriz. Aqui estão os materiais de estampagem mais comuns e as propriedades que importam.

Materiais de estampagem comuns

Ligas e faixas de espessura que as estamparias mais rodam, não limites de máquina. Os nomes entre parênteses são os equivalentes aproximados japoneses e europeus.

MaterialLigas típicasEspessura típicaConformabilidadeRetorno elásticoObservações
Aço laminado a frio1008, 1010 (SPCC, DC01)0.4 a 6 mmAltaBaixoO padrão para suportes e tampas. Precisa de óleo, galvanização ou pintura contra ferrugem.
Laminado a quente decapadoHRPO, A10111.5 a 8 mmMédiaBaixoPeças mais pesadas. Superfície mais áspera e tolerância de espessura mais aberta que a do laminado a frio.
Aço galvanizadoG60, G90 (SGCC, DX51D)0.4 a 3 mmMédiaBaixoA borda cisalhada fica exposta. O revestimento pode descascar em dobras fechadas e queimar nas soldas.
Aço HSLAEscoamento de 340 a 550 MPa0.8 a 6 mmMédia a baixaAltoPermite uma peça mais fina e leve. Exige mais tonelagem e desgasta mais rápido as ferramentas.
Inox 3011/4 a duro total0.1 a 2 mmMédiaAltoEncrua e mantém a têmpera de mola. Usado em clipes e contatos.
Inox 304304, 304L, 3160.3 a 3 mmAlta quando recozidoMédioEncrua e engripa. Precisa de cerca de 1.5 vez a tonelagem do aço doce.
Inox 430Ferrítico, magnético0.4 a 3 mmMédiaMédioMenor custo de níquel. Menos dúctil que o 304, então repuxos profundos são mais difíceis.
Alumínio 3003, 5052H14, H320.5 a 4 mmBoaMédioMacio e leve. Risca e engripa, e deixa lascas finas na borda de corte.
Alumínio 6061T4, T60.5 a 4 mmBaixa em T6Médio a altoTrinca em dobras fechadas em T6. Conforme em T4 ou recozido e depois envelheça para T6.
CobreC110000.1 a 3 mmAltaBaixoA melhor condutividade. Macio, então marca com facilidade. Usado em barramentos e contatos.
LatãoC260 (latão de cartucho)0.1 a 2 mmAltaMédioTerminais e cascas repuxadas. O alívio de tensões após o repuxo profundo evita a trinca sazonal.
Bronze fosforosoC5100.1 a 1.5 mmMédiaMédio a altoMolas e contatos que flexionam muitas vezes sem fadiga.
Cobre berílioC1720.05 a 1 mmMédia quando recozidoMédioA maior resistência entre as ligas de cobre após o envelhecimento. Exige controles de manuseio.
Aço mola1074, 10950.2 a 2 mmBaixaAltoConformado macio e depois tratado termicamente, ou comprado pré-endurecido para dobras simples.

Propriedades que definem a estampabilidade

Dez propriedades explicam a maioria dos problemas de estampagem. Uma estamparia que pergunta sobre elas cedo está lendo a sua peça, e não apenas precificando.

  • Alongamento e valor nO alongamento é quanto o metal estica antes de trincar. O valor n mostra com que uniformidade ele afina ao ser esticado. Os dois importam mais no repuxo e na conformação.
  • Valor rResistência ao afinamento enquanto a chapa é puxada para dentro. Um valor r maior permite copos mais profundos, e é por isso que o aço para repuxo é vendido com base nele.
  • Relação entre escoamento e resistênciaUma relação baixa dá uma grande margem entre o início da conformação e a fratura. Ligas de alta resistência têm pouca margem e trincam antes.
  • EncruamentoO metal fica mais duro e resistente ao ser conformado. O inox 304 e o 301 encruam rápido, então as estações seguintes exigem mais força e, às vezes, recozimento.
  • Retorno elásticoO metal dobrado reabre em parte depois que a matriz sobe. Ele cresce com a resistência e diminui com a rigidez, então HSLA, inox e alumínio voltam mais que o aço doce. A matriz dobra além do ângulo-alvo para compensar.
  • Direção do grãoA chapa laminada dobra melhor no sentido transversal à laminação do que ao longo dela. Peça à estamparia que alinhe as linhas de dobra transversalmente ao grão nas dobras fechadas.
  • Têmpera e durezaA mesma liga vem macia ou dura. Têmperas duras pedem raios maiores e mais tonelagem, e trincam com mais facilidade.
  • Revestimento e superfícieCamadas de zinco, estanho e níquel podem trincar ou borrar. O acabamento da superfície passa para a peça estampada, então peças estéticas pedem fita limpa e manuseio protegido.
  • Tolerância de espessura e planicidadeA curvatura da bobina, o empenamento lateral e a variação de espessura mudam o desempenho da matriz. A fita de precisão custa mais e mantém os dois com mais rigor.
  • Desgaste da ferramenta e rebarbaMateriais abrasivos e duros desgastam mais rápido as arestas de corte e aumentam a altura da rebarba. A carepa do aço laminado a quente faz o mesmo.

Raio interno mínimo de dobra típico

Para uma dobra de 90 graus com a linha de dobra transversal à direção de laminação. O valor menor é para têmpera macia. Têmperas mais duras, material mais grosso e dobras ao longo do grão pedem mais.

São pontos de partida. A estamparia confirma o raio para a sua liga, têmpera e espessura antes de cortar a matriz.

MaterialRaio mínimo típico
Aço laminado a frio0.5 a 1 vez a espessura
Aço HSLA, escoamento de 340 a 550 MPa1.5 a 3 vezes a espessura
Inox 304, recozido1 vez a espessura
Inox 301, conforme a têmpera1 a 3 vezes a espessura
Alumínio 5052-H321 a 2 vezes a espessura
Alumínio 6061-T62.5 a 4 vezes a espessura
Latão C260, meio duro1 vez a espessura
Bronze fosforoso, conforme a têmpera1 a 3 vezes a espessura
Aço mola, recozido1 a 3 vezes a espessura

Como escolher o material pelo requisito

Parta do que a peça precisa fazer. O desenho pode então indicar uma liga ou um desempenho e deixar a estamparia propor um equivalente.

  • Condutividade elétricaCobre, latão, bronze fosforoso ou cobre berílio. Escolha conforme a mola de que a peça precisa.
  • Resistência à corrosãoInox 304 ou 316, alumínio ou aço revestido. O aço revestido deixa a borda cisalhada exposta.
  • Comportamento de molaInox 301, bronze fosforoso, cobre berílio ou aço mola, conforme a temperatura, os ciclos e o custo.
  • Menor preço por peçaAço laminado a frio com acabamento galvanizado ou pintado, a menos que a peça precise resistir ao ambiente sem proteção.
  • Baixo pesoAlumínio 5052 para peças conformadas. Aço HSLA quando a peça precisa continuar em aço, mas pode ficar mais fina.
  • Lavagem e contato com alimentosInox 304 ou 316, com um acabamento de superfície e um processo de soldagem que a aplicação permita.

A variação de espessura muda o funcionamento da matriz. Leia sobre tolerância de espessura e largura da bobina.

Perguntas frequentes

Qualquer metal pode ser estampado?

A maioria dos metais em chapa e fita pode, desde que sejam dúcteis o bastante para a operação. Ligas frágeis trincam na dobra e têmperas duras limitam o quanto a dobra pode ser fechada. Peça à estamparia que confira a liga e a têmpera contra a forma da sua peça.

Qual material é o mais barato de estampar?

O aço laminado a frio, na maioria dos casos. Ele conforma com facilidade, desgasta pouco a ferramenta e é muito encontrado em estoque. O preço da peça também depende do aproveitamento da fita e das operações secundárias, então uma liga mais cara pode sair vencedora em uma peça que encaixa bem na fita.

Por que a minha peça de alumínio trinca na dobra?

Em geral a têmpera está dura demais para o raio. O alumínio 6061 em T6 trinca em dobras apertadas. Troque por 5052 em H32 ou aumente o raio interno. O 6061 pode ser conformado em T4 ou recozido e envelhecido depois.

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