Por: Danilo Martins (@alfametals)
a do processo produtivo. Entre os aços mais utilizados, destacam-se o P20 e o H13, ambos amplamente aplicados em moldes para plásticos e metais sob pressão. Neste artigo, daremos continuidade à nossa série de comparação entre diferentes tipos de aço, abordando as principais diferenças entre P20 e H13, desde suas composições químicas até suas aplicações específicas na indústria. Essa análise complementa nosso artigo anterior sobre aços laminados e forjados, onde destacamos a importância da escolha adequada do material conforme a necessidade do projeto.
Os moldes de injeção são componentes essenciais no processo de fabricação de peças plásticas e metálicas, utilizados amplamente em setores como automotivo, eletroeletrônico, embalagens e dispositivos médicos. Eles são responsáveis por dar forma e precisão às peças produzidas por injeção, garantindo alta repetibilidade e eficiência na produção em larga escala.
A escolha do material para esses moldes é um fator crítico, pois influencia diretamente a durabilidade, resistência ao desgaste e qualidade das peças finais. Entre os materiais mais utilizados para a confecção de moldes de injeção, destacam-se os aços P20 e H13, cada um com propriedades distintas que atendem a diferentes necessidades industriais.
Composição Química
A composição química de um aço influencia diretamente suas propriedades mecânicas, durabilidade e resposta a tratamentos térmicos.
Aço P20
O P20 é um aço ferramenta de baixa liga, contendo elementos que favorecem sua usinabilidade e resistência:
- Carbono (C): 0,28 – 0,40%
- Cromo (Cr): 0,30 – 0,55%
- Molibdênio (Mo): 0,40 – 0,55%
- Manganês (Mn): 0,60 – 1,00%
- Silício (Si): 0,20 – 0,80%
O cromo e o molibdênio presentes na composição conferem boa resistência ao desgaste e dureza moderada, tornando-o ideal para moldes de plástico.
Aço H13
O H13 é um aço ferramenta de alta liga, pertencente à classe dos aços para trabalho a quente, com a seguinte composição:
- Carbono (C): 0,32 – 0,45%
- Cromo (Cr): 4,75 – 5,50%
- Molibdênio (Mo): 1,10 – 1,75%
- Vanádio (V): 0,80 – 1,20%
- Manganês (Mn): 0,20 – 0,50%
- Silício (Si): 0,80 – 1,20%
O alto teor de cromo e molibdênio melhora sua resistência ao calor e fadiga térmica, tornando-o excelente para aplicações de alta temperatura.
Processo de Produção
Os processos de fabricação dos aços P20 e H13 determinam suas características finais.
Fabricação do P20
O P20 é produzido por laminação ou forjamento, seguido de um tratamento térmico de recozimento para melhorar sua usinabilidade. Geralmente é fornecido já temperado e revenido, o que facilita sua utilização sem necessidade de tratamentos adicionais.
Fabricação do H13
O H13 passa por um processo de refino metálico, seguido de forjamento e tratamento térmico para atingir sua alta resistência mecânica e estabilidade dimensional. Após o recozimento, ele pode ser temperado e revenido conforme a aplicação desejada.
Propriedades Mecânicas
Aço P20
- Dureza: 28-32 HRC (pode atingir 50 HRC após tratamento térmico)
- Resistência à tração: 930 MPa
- Boa usinabilidade e polibilidade
- Resistência moderada ao desgaste
Aço H13
- Dureza: 45-55 HRC (após tratamento)
- Resistência à tração: 1.300 MPa
- Excelente resistência ao calor e fadiga térmica
- Alta tenacidade e dureza a quente
Aplicações
Onde o P20 é Utilizado?
Possui boa polibilidade e resposta à texturização. Possui usinabilidade melhorada por tratamentos especiais de aciaria. Para melhoria da resistência ao desgaste pode ser nitretado ou cementado. Moldes para injeção e extrusão de termoplásticos não-clorados e pouco abrasivos. Moldes de grandes dimensões.
- Moldes para injeção de plástico
- Ferramentas para conformação de chapas metálicas
- Componentes estruturais que exigem boa usinabilidade
Onde o H13 é Utilizado?
Matrizes e punções de forjamento em prensa. Punção para extrusão de ligas não ferrosas. Moldes para fundição por gravidade de ligas leves, especialmente Al. Facas para corte a quente. Matrizes para fundição sob pressão de ligas de alumínio, em peças de menor porte ou pouco complexas. Facas de tesouras a quente.
- Moldes para injeção de metais sob pressão
- Ferramentas de forjamento a quente
- Componentes de alta temperatura, como matrizes de extrusão
Semelhanças e Diferenças
Semelhanças:
- Ambos são amplamente utilizados na indústria de moldes.
- Possuem boa resistência mecânica e podem ser tratados termicamente.
Diferenças:
- O P20 é indicado para moldes de plástico, enquanto o H13 é mais adequado para injeção de metais.
- O H13 tem maior dureza e resistência térmica, sendo ideal para temperaturas elevadas.
- O P20 é mais fácil de usinar e polir, facilitando a fabricação de moldes de alta precisão.
Conclusão
A escolha entre o aço P20 e H13 depende das necessidades do projeto. Para moldes de plástico, o P20 é a melhor opção devido à sua fácil usinagem e boa polibilidade. Já para aplicações de alta temperatura, como injeção de metais sob pressão, o H13 se destaca por sua resistência ao calor e fadiga térmica.
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