ÍNDICE

I . INTRODUÇÃO.___________________________________________________ 2

II . MATERIAIS______________________________________________________ 3

III. TIPOS DE MOLAS_________________________________________________ 3

A) Feixe de molas ___________________________________________________ 3

B) Molas Helicoidais e Molas em Espiral__________________________________ 4

C) Molas Helicoidais Cilíndricas_________________________________________ 4

D) Molas Helicoidais Cônicas___________________________________________ 4

E) Molas Prato______________________________________________________ 4

F) Anéis Plásticos____________________________________________________ 4

G) Molas de Plastiprene_______________________________________________ 4

H) Molas de Borracha_________________________________________________ 5

IV . AÇOS PARA MOLAS______________________________________________ 5

A) Ligas a base de níquel______________________________________________ 5

B) Ligas a base de níquel com módulo de elasticidade constante_______________ 6

C) Aço de alto carbono________________________________________________ 7

D) Aço liga__________________________________________________________ 8

E) Aços inoxidáveis___________________________________________________ 9

F) Ligas a base de cobre ______________________________________________ 10

V. TABELA DE AÇO PARA MOLAS______________________________________ 11

VI. CAUSA DE FALHAS NAS MOLAS____________________________________ 12
 

I - INTRODUÇÃO

Viemos através deste trabalho apresentar os materiais utilizados na confecção de molas mais simples até as mais complexas, além dos vários tipos de molas existentes no mercado e os tratamentos térmicos a que são submetidas.

Qualquer elemento de máquina capaz de sofrer notáveis deformações elásticas é chamado mola.

Os materiais empregados em sua confecção devem ter certas propriedades elásticas, razão pela qual somente alguns são utilizados, tais como: aço, latão, cobre cru, bronze, borracha e madeira.

Entre suas aplicações pode-se citar: produzir deslocamento, armazenar energia, medir forças e momentos, amortecer choques, manter peças e dispositivos em contato.
 

 Organograma

 

II - MATERIAIS

Os elementos construtivos das molas são denominados arames, fios para molas helicoidais, barras ou lâminas para molas de lâminas.

As imperfeições e defeitos que devem ser evitados são os seguintes: marcas das ferramentas, riscos das matrizes de trefilação, inclusões, rugosidade superficial, descarbonetação superficial, etc. Essas imperfeições são críticas, principalmente quando as molas estão sujeitas a condições severas de fadiga.

Os materiais mais comumente encontrados para as molas são os aços carbono, de 0,50 a 1,20% de carbono, que cobrem quase que completamente toda a gama das necessidades. No entanto, condições especiais podem exigir material diferente, quer aços ligas, quer outros metais.

Os cuidados que devem ser observados, quando as temperaturas de trabalho se afastam da ambiente; para os aços ao carbono esses cuidados devem ser considerados a partir de 150ºC aproximadamente. De um modo geral a temperatura de 200ºC deve ser evitada porque resulta uma influência no material, cuja intensidade vai depender das tensões de serviço e do tempo de aplicação das cargas.

Os aços ligas apresentam melhores propriedades de fadiga e limites elásticos mais elevados do que os aços carbono, sendo, portanto preferidos em algumas aplicações. São, contudo, mais suscetíveis a certas imperfeições superficiais.

Os aços ligas Si-Mn e Cr-V para molas podem permitir temperaturas de funcionameto de até 200ºC ou mesmo 230ºC, acima desta temperatura é preferível as ligas de Cr-Ni ou aços do tipo rápido.

III - TIPOS DE MOLAS

A) Feixe de molas (molas Balestra)

As molas balestra são constituídas por uma ou mais barras denominadas lâminas ou folhas, unidas por um grampo na parte central. Em geral são curvas, de maneira que ao serem solicitadas, tendem a se endireitar, deformando-se elasticamente. A experiência manda que a curvatura deve ser tal que a balestra permaneça ainda curva também sobre o maior carregamento permitido.

A curvatura de uma folha é superior a seguinte, contando no sentido da menor para a maior; dessa forma, todas as folhas ficam submetidas a uma pequena deformação de montagem, que garante maior aderência entre elas, particularmente nas pontas, e proporciona uma melhor distribuição do carregamento. A mola mestra fica mais aliviada e as outras um pouco mais carregadas.

Isto é importante, pois a folha mestra possui os elementos de fixação e a sua própria ruptura seria tão prejudicial quanto à ruptura do feixe completo. Por outro lado, os próprios meios de ligação geram na folha mestra solicitações imprevisíveis, razão pela qual é oportuno lançar mão de todos os artifícios possíveis afim de aliviar ao máximo esta folha.

 

B) Molas Helicoidais e Molas em Espiral

As molas helicoidais e as molas em espiral são acionadas por um momento de torção que atua perpendicularmente ao eixo. Estas molas são largamente usadas em artigos comuns, como é o caso dos relógios que são acionados por uma mola em espiral, e vários tipos de prendedores que fixam os objetos graças à ação de uma mola helicoidal à flexão.

C) Molas Helicoidais Cilíndricas

Dependendo da maneira de como está aplicada a carga, estas molas podem ser classificadas em molas de compressão ou molas de tração. O carregamento provoca nestas molas solicitações de torção, de flexão e de cisalhamento. A solicitação que prevalece é a torção, tanto é que nos cálculos os outros tipos de solicitação não são levados em consideração. O erro cometido com esta simplificação é desprezível em relação à falta de dados físicos exatos como a especificação do material, as tolerâncias de fabricação em relação à barra e à hélice, as deformação, os meios de amarração etc.

 

D) Molas Helicoidais Cônicas

Estas molas estão classificadas em:

1. Molas helicoidais cônicas de inclinação constante;

2. Molas helicoidais parabólicas de inclinação constante;

3. Molas helicoidais cônicas de passo constante e inclinação variável;

4. Molas cônicas de seção variável.

As vantagens destas molas sobre as helicoidais cilíndricas são:

E) Molas Prato

Estas molas são formadas por uma pilha de arruelas, denominadas Belleville ou schnorr, montadas com as concavidades alternadamente opostas. A grande vantagem destas molas é a possibilidade de variar o número de arruelas ou mudar a sua disposição.

F) Anéis Plásticos

Estas molas são muito usadas e apresentam a vantagem de ocupar pouco espaço e ser de baixo custo.

G) Molas de Plastiprene

Estas molas, apresentadas sob forma de tarugo de uretano sólido, estão substituindo com vantagens as molas de aço convencionais usadas em ferramentaria. Seu bom funcionamento deve-se à resistência aos óleos, à flexibilidade e à extraordinária capacidade de suportar cargas.

As vantagens são as seguintes:

Além disso são facilmente usinadas (torneadas, furadas e serradas) para medidas desejadas, permitindo ao construtor de ferramentas ter sempre disponível a medida exata para cada caso específico.

H) Molas de Borracha

Estas molas são formadas de tarugos de borracha separados por discos metálicos essencialmente à compressão. Possuem as mesmas funções das molas de plastiprene.

IV - AÇOS PARA MOLAS

Os aços para molas devem apresentar:

A) Ligas a base de Níquel

As ligas a base de níquel são resistentes a corrosão, suportam temperaturas elevadas e abaixo de zero, sua características diamagnéticas torna-as úteis para aplicações tais como: giroscópios, sincronoscópios e instrumentos indicadores. Estes materiais tem elevada resistência elétrica e não devem ser usados para condutores ou corrente elétrica.

Monel (67% Níquel - 30% Cobre) - este material é a liga de Níquel mais barata. Também tem a mais baixa resistência a tração, mas é útil devido a sua resistência aos efeitos corrosívos da água do mar e por ser quase não magnético. A liga pode ser sujeita a tensões pouco mais altas que o Fósforo-Bronze e quase tão altas quanto o Berilio-Cobre. Sua resistência a tração e dureza podem ser obtidas como resultado do estiramento e laminação a frio, pois não pode ser endurecido por tratamento térmico. Pode ser usada a temperaturas variando entre -73 a 216ºC a tensões normais de operação e é oferecida em fios redondos até 3/16" de diâmetro com resistência a tração bastante altas. Diâmetros maiores e fitas planas são fornecidas com menores resistência a tração.

K-Monel (66% Níquel - 29% Cobre - 3% Alumínio) - este material é bastante semelhante ao Monel, exceto que a adição de alumínio torna-a uma liga de endurecimento por precipitação. Pode ser moldada na condição endurecida ou não e então precipitada por um tratamento térmico de envelhecimento de longa duração para aumentar a resistência a tração e a dureza acima do Monel e quase3 tão alta quanto o aço inoxidável. É usada em tamanhos maiores que aqueles destinados ao Monel, não é magnética e pode ser usada a temperatura variando de -73 a 230ºC a tensões normais de operação abaixo de 45000 Psi.

Inconel (78%Níquel - 14% Cromo - 7%Ferro) - é uma das mais populares das ligas não magnéticas a base de níquel, por causa da sua resistência a corrosão e porque pode ser usadas a temperaturas até 367ºC. É mais dispendiosa que o aço inoxidável, mas menos que Berílio-Cobre. Sua dureza e resistência a tração são maiores que o K-Monel e é obtido após estiramento e laminação a frio. Não pode ser endurecido por tratamento térmico. Os diâmetros de fios de até 1/4" tem as melhores propriedades de tração. É muito usado em válvulas de vapor, válvulas reguladoras e para molas de caldeiras, compressores, turbinas e motores a jato.

X-Inconel (70% Níquel - 16% Cromo - 7%Ferro) - este material é muito parecido com o Inconel mais as pequenas quantidades de titânio, colômbio e alumínio em sua composição fazem-na uma liga de endurecimento por precipitação. Pode ser moldado antes ou depois do endurecimento e então endurecido mantendo-o a 642ºC. Não é magnético e é usado seções maiores que o Inconel. Está liga é usada em temperaturas até 450ºC, e tensões até 55000Psi.

Duraníquel ou Z-níquel (98% níquel) - esta liga é diamagnética, resistente a corrosão, tem alta resistência a tração e pode ser endurecida por precipitação a 477ºC por 6 horas. Pode ser usada as mesmas tensões que o Inconel mas não deve ser usada a temperaturas acima de 257ºC.

B) Ligas a Base de Níquel com Módulo de Elasticidade Constante

As ligas a base de níquel com módulo de elasticidade constante tem um módulo de elasticidade constante para uma grande faixa de temperaturas. São especialmente úteis quando as molas sofrem mudanças de temperatura e devem apresentar características elásticas uniformes. Estes materiais tem um coeficiente termoelástico muito baixo ou nulo e não apresentam variações na rigidez da mola por causa de alterações do módulo devido a diferenças de temperatura. Estes materiais são caros, nunca sendo produzidos em grande variedade de tamanhos. Não devem ser especificados sem uma discussão prévia com o fabricante de molas, pois diversos deles não fabricam molas com estas ligas por causa dos processos especiais de fabricação requeridos. Todas as ligas são usadas com fio de pequeno diâmetro e em fita delgada, sendo patenteadas nos EUA. São mais especificamente descritas como se segue:

Elinvar (níquel - Ferro - Cromo) - esta liga é a primeira de modulo constante usada para de relógio. É uma liga austenítica endurecida apenas por estiramento e laminação a frio. As adições de outros elementos de liga, assim como titânio, tungstênio, molibdênio e outros geraram características aperfeiçoadas e capacidade de endurecimento por precipitação.

Ni-Span (níquel - Ferro - Cromo - titânio) - esta liga de módulo constante muito comum, é normalmente moldada na condição de tratamento a frio a 50% e endurecida por precipitação a 477ºC por 8 horas embora o aquecimento a 669ºC por 3 horas produz uma dureza entre 40 e 44 HrC, permitindo tensões torcionais seguras de 60000 a 80000 Psi. Este material é ferromagnético até 202ºC. Acima desta temperatura torna-se diamagnética.

Iso-elástica (níquel - Ferro - Cromo - Molibdênio) - esta liga muito difundida é relativamente fácil de fabricar é usada a tensões torcionais seguras de 40000 a 60000Psi e durezas de 30 a 36 HC. É usada principalmente em dinamômetros, instrumento e balanças.

Elgiloy - esta liga também é conhecida pelos nomes comerciais de: Liga 8J, Durapower e Cobenium, é uma liga não magnética adequada para temperaturas negativas e temperaturas até 532ºC desde que as tensões torcionais sejam mantidas abaixo de 75000Psi. É endurecida por precipitação a 477ºC por 8 horas para produzir 48 a 50HrC. A liga é usada em relógios e molas para instrumentos.

Dynavar (níquel - ferro - cromo - cobalto) - Esta liga é um material não magnético resistente a corrosão, adequada para temperatura negativas e até 395ºC desde que as tensões torsionais sejam mantidas abaixo de 75000lb/pol2. É endurecido por precipitação para produzir 48 a 50HrC. A liga é usada em relógios e molas para instrumentos complexos.

C) Aço de Alto Carbono

São molas de aço de alto carbono em forma de fio. Estas molas são as mais comumente usadas, porque são as mais baratas. Podem ser facilmente trabalhadas e podem ser facilmente encontradas. No entanto, não são satisfatórias para trabalhar a temperaturas altas, baixas ou para solicitações de choque ou impacto. As seguintes versões estão disponíveis:

Corda musical ASTM A228 (0,80-0,95% de C) - material mais usado para molas. Para pequenas molas operando a temperatura até 120ºC. É um material duro, tem alta resistência a tração e pode suportar altas tensões sob cargas periódicas. A corda musical pode ser revestida facilmente e é obtida pré estanhada ou pré revestida com Cádmio, mas prefere revestir após a manufatura da mola, para resistência a corrosão.

Tipo temperado a óleo, MB, ASTM A 229 (0,60 a 0,85%C) - esta mola de aço para aplicação geral e comumente usada para tipos de molas helicoidais onde o custo de corda musical e proibitivo e em tamanho e de 0,125 0,500", mas tamanhos tanto maiores como podem ser obtidos. O material não pode ser usado sob condições de choque ou impacto e a temperaturas acima de 375ºC ou abaixo de 0ºC. Matéria prima recozida pode ser obtida para têmpera e revenido após o enrolamento. Este material tem uma escama de tratamento térmico que deve ser removido antes do revestimento.

Tipo HB temperado a óleo, SAE 1080 (0,75 a 0,85%C) - este material e tipo ao MB exceto que tem um maior conteúdo de carbono, e maior resistência a tração. Pode ser fornecido nos mesmos tamanhos e é usado para exigências mais precisas que o tipo MB, mas nem sempre com a mesma facilidade. Em lugar de se usar este material pode ser melhor usar uma mola de aço liga, particularmente se uma grande resistência a fadiga ou grande durabilidade são necessárias. São fornecidas seções redondas e quadradas temperadas a óleo e recozidas.

Tipo MB estirado, ASTM A227 (0,60 a 0,70%C) - este tipo é usado para molas de aplicações gerais onde o custo é o fator mais importante. Muito embora o uso mais intensivo nos últimos anos tenha resultado em melhor qualidade, é melhor que não seja usada onde são importante longa vida e precisão de cargas e deflexões. Pode ser fornecida em diâmetros variando de 0,031 a 0,500" e também em alguns tamanhos maiores ou menores. O material é disponível em seções quadradas, mas com pequena resistência a tração. É facilmente revestida. As aplicações devem ser limitadas aquelas na faixa de temperaturas entre -18ºC a 120ºC.

Molas de aço de alto carbono em fita - dois tipos de fita delgada de aço para molas de alto teor de carbono são mais amplamente usadas embora diversos tipos possam ser fornecidos para aplicações especiais em relógios e instrumentos. Estas duas composições são usadas para mais de 95% de todas as aplicações. Seções delgadas destes materiais abaixo de 0,015 com um conteúdo de carbono acima de 0,85% e uma dureza acima de 47 HrC são suscetíveis de enfraquecimento por hidrogênio, mesmo com operações de aquecimento e revestimento. Os dois tipos tem a seguinte descrição.

Aço mola laminado a frio, temperado ao azul ou recozido SAE 1074, 1064 E 1070 (0,60 a 0,70% C) - este aço mola é muito comum e fornecido em espessuras variando de 0,005 a 0,062" e em, algumas mais finas e mais grossas. O material pode ser fornecido recozido para moldagem em máquinas de 4 guias e prensas e pode ser prontamente temperado e revenido após a moldagem. Pode também ser fornecido sem tratamento térmico ou temperado azul. O aço pode receber diversos acabamentos assim como em amarelo claro, azul, preto ou sem acabamento. As durezas entre 42 e 46 HrC são recomendadas para aplicações em molas. As aplicações incluem grampos de molas, molas planas, molas de relógio, molas de motor, molas de potência e espiras.

Aço de mola laminado a frio, aço de relógio temperado azul SAE 1095 (0,90 1,05% C) - este tipo popular deve ser usado principalmente na condição temperado azul. Muito embora fornecido recozido nem sempre endurece adequadamente durante o tratamento térmico, sendo um tipo de endurecimento fraco. É usado principalmente em relógios e motores de mola. Seções finais de molas feitas desse aço são recozidas para sofrerem flexão ou puncionamento. A dureza geralmente varia entre 47 e 51 HrC.

Outros materiais disponíveis em fita e usados para molas planas são:

latão, Fósforo-Bronze, Berilo-Cobre, alo inoxidável e ligas de níquel.

D) Aço Liga

Os aços liga para molas são usados para condições de altas solicitações e choques ou impactos. Podem suportar tanto temperaturas mais altas quanto mais baixas que os aços de alto carbono e podem ser fornecidos tanto recozidos como pré temperados. Dentre os quais podemos citar:

Cromo-Vanádio ( ASTM A 231 ) - este aço de mola muito comum é usado sob condições que envolvem grandes tensões em relação aquelas para as quais são recomendados os aços de mola de alto carbono e também é usado onde uma boa resistência a fadiga e durabilidade são necessários. Comportam-se bem sob cargas de impacto e choque. O material é disponível em diâmetros de 0,031 a 0,500" e também em alguns tamanhos maiores. Em seções quadradas, pode ser encontrado em tamanhos fracionários. Tanto os tipos recozidos como os pré temperados podem ser encontrados em seções redondas, quadradas e retangulares. É usado extensamente em molas de válvulas de motor de avião e para molas que operam à temperaturas de até 216ºC.

Silício-Manganês – este aço liga é muito comum na Grã-Bretanha e menos dispendioso que o Cromo-Vanádio e é disponível em seções redondas, quadradas e retangulares, tanto recozido como pré temperado em tamanho variando de 0,031" a 0,500". Foi inicialmente usado em rótulas para automóveis. É usado em feixes de molas para caminhões. É substitutivo para aços de molas mais dispendiosos.

Cromo-Silício ( ASTM A401) – esta liga é usada para molas sob altas tensões exigindo grande durabilidade e resistência a impactos. Pode sofrer tratamento térmico afim de adquirir maior dureza que outros aços de mola, de modo que possa-se conseguir alta resistência à tração. Os tamanhos mais empregados variam de 0,031" a 0,500" de diâmetro. Raramente usam-se áreas de seções quadradas, retangulares ou planas. Durezas variam comumente entre 50 a 53HC e a liga pode ser usada a temperatura de 244ºC . Este material é normalmente encomendado em quantidades específicas para cada trabalho.

E) Aços Inoxidáveis

O uso de molas de aço inoxidável aumentou muito nos últimos anos e diversas composições estão disponíveis no mercado, todas podem ser usadas em temperaturas de até 285ºC. São todos resistentes à corrosão e apenas as composições inoxidáveis 18-8 devem ser usadas abaixo de 0ºC.

Tipo Inoxidável 302 ( ASTM A313 – 18% Cr e 8% Ni ) – Aço inoxidável para molas bastante difundido porque tem a maior resistência a tração e propriedades bastante uniformes. É estirado a frio para adquirir propriedades mecânicas e não pode ser endurecido através de tratamento térmico. É apropriado para uso em temperaturas que alcancem 285ºC e para temperaturas inferiores a 0ºC. Quando utilizado em diâmetros entre 0,005" a 0,1875", embora alguns diâmetros maiores sejam fabricados. É também disponível como fita plana laminada a frio. São disponíveis seções quadradas e retangulares, mas pouco comuns.

Tipo Inoxidável 316 (ASTM A313 – 18% Cromo e 8% Níquel) – Este material é bastante similar ao tipo 302, mas tem melhores propriedades fletoras e 5% menos resistência a tração. É um pouco mais fácil de estirar, devido a %C um ligeiramente menor.

Tipo Inoxidável 316 ( ASTM A313 – 18%Cromo e 12%Níquel e 25 Molibidênio ) – Este material é semelhante ao tipo 302, mas ligeiramente mais resistente a corrosão, devido a sua maior concentração de Níquel. Sua resistência a tração é de 10 a 15% menor que o tipo 302. É usado para molas de aviões.

Tipo Inoxidável 17-7 PH ( ASTM 313 – 17%Cr e 7%Ni ) – Esta liga também contém pequenas quantidades de Alumínio e Titânio, é formada num estado moderadamente duro e então endurecida por precipitação e a temperaturas relativamente baixas por diversas horas para produzir resistências a tração quase comparáveis a da corda musical. Este material não é imediatamente disponível em todos os tamanhos e tem aplicações limitadas devido ao seu alto custo de manufatura.

Tipo Inoxidável 414 ( SAE 51414 – 12%Cr e 2% Ni) – Esta liga tem resistência a tração cerca de 15% inferiores ao tipo 302 e pode ser endurecido através de um tratamento térmico, Para melhor resistência a corrosão deve ser altamente polido ou mantido limpo. Pode ser obtido estirado em diâmetro de até 0,1875" e é comumente usado em fita laminada a frio para estamparia. O material não é satisfatório para o uso em baixas temperaturas.

Tipo Inoxidável 420 ( SAE 51420 – 13%Cr ) – É o melhor aço inoxidável para uso em diâmetros grandes, acima de 0,1875" e é freqüentemente usado em tamanhos menores. É recozido e então temperado e revenido. Para melhor resistência a corrosão deve ser polido ou mantido limpo.

Tipo Inoxidável 431 ( SAE 51431 – 16%Cr e 2%Ni ) – esta liga de mola adquire altas propriedades tensoras ( próximas da corda musical) por uma combinação de tratamento térmico para endurecer o fio e estiramento a frio após o tratamento térmico. Sua resistência a corrosão é igual ao tipo 302.

F) Ligas a Base de Cobre

As molas de liga a base de cobre são importantes na confecção de molas por suas propriedades elétricas combinadas a boa resistência a corrosão. Embora estes materiais sejam mais caros que os de alto carbono e aços liga, são freqüentemente usados em componentes elétricos e temperaturas negativas.

Latão de Mola ( ASTM B134 – 70% de Cobre e 30% de Zinco) – este material é o mais barato e tem maior condutividade elétrica de todos os materiais de liga de cobre. Tem baixa resistência a tração e baixas qualidades como mola, mas é extremamente utilizado em estampas planas e onde são necessárias dobras agudas. Não pode ser endurecido por tratamento térmico e não deve ser usado em temperaturas acima de 65ºC , mas é especialmente recomendado em temperaturas negativas. Fornecido em seções redondas e fitas planas, este material endurecido por estiramento é normalmente na Têmpera para endurecimento de molas.

Fósforo-Bronze ( ASTM B159 – 95% Cobre e 5%Estanho) esta liga é a mais comum deste grupo porque combina as melhores qualidades de resistência a corrosão, dureza, condutividade elétrica e resistência a tração com o menor custo. É mais dispendioso que o latão mas pode suportar solicitações de até 50% mais altas. O material não pode ser endurecido por tratamento térmico e pode ser usado a temperaturas de até 99ºC e temperaturas negativas. É disponível em seções redondas e fita plana. Uma composiçâo de 8% de Estanho é usada para molas de fitas planas e uma composição de grãos superfinos chamada "Dureflex" tem boa durabilidade.

Berílio-Cobre ( ASTM B197 – 98% Cobre e 2%Berílio) – Esta liga pode ser formada recozida e então endurecida por precipitação depois da composição a temperatura por volta de 312ºC por 2 a 3 horas . Isto produz uma grande dureza combinada a uma alta resistência a tração. Após o endurecimento o material torna-se quebradiço e suporta pouca ou nenhuma deformação. O principal emprego desta liga é para transportar corrente elétrica e interruptores e em componentes elétricos. A fita plana é freqüentemente usada em pontas de contato.

 
V. TABELA DE AÇO PARA MOLAS
 
ABNT
DIN 17720
VILLARES
TR (Kg/mm2)
APLICAÇÃO
-
-
50 Mn 7
48 Si 7
-
-
120
130
Solicitações médias, automóveis, vagões ferroviários, ônibus, caminhões...
9260
-
55 Si 7
65 Si 7
-
VS-60
130
150
Serviço pesado, automóveis, tratores, peças de grande tenacidade e de elevada dureza.
-
50 Cr V 4
-
135
Grandes solicitações, automóveis
 
5150
 
-
 
VR-50
 
120
Molas para veículos leves e médios, com espessura < 3/4" e helicoidais com Diâmetro< 7/8"
 
5160
 
-
 
VR-60
 
135
Molas para automóveis e caminhões com espessura < 1" e helicoidais com Diâmetro<1/4".
6150
50 Cr V 4
VN-50
150
Barras de torção e molas para carros.
 
VI. CAUSA DE FALHA NAS MOLAS

 
 
 
Causa
Comentário e recomendação
Grupo 1
Tensões elevadas
A maioria das falhas das molas são devidas a tensões elevadas causadas por grandes deflexões e cargas elevadas. As tensões elevadas devem ser usadas apenas com molas de solicitação estática. As tensões aumentam a durabilidade.
Enfraquecimento por hidrogênio
Métodos impróprios de eletrodeposição e limpeza com ácido das molas, sem recozimento adequado, fazem com que as molas de aço se tornem quebradiças, tornando-se frequentemente causa de quebra. As molas não ferrosas são imunes a isto.
Dobras agudas e furos
Dobras agudas nas molas de extensão, torção ou planas e furos ou fendas em molas planas, causam elevada concentração de tensões resultando em quebra. Os raios de dobragem devem ser grandes e marcas de ferramentas devem ser evitadas.
Fadiga
Deflexões repetidas em molas, especialmente acima de 1.000.000 de ciclos, mesmo com tensões moderadas podem causar sua quebra. Devem ser usadas baixas tensões se uma mola deve ser sujeita a um número muito alto de ciclos de operação.
Grupo 2
Carga de choque
Choque, impacto e cargas rápidas causam tensões mais elevadas que aquelas computadas pelas fórmulas normais para molas. Os aços de mola de alto carbono não suportam solicitações de choque, bem como os aços ligas.
Corrosão
Um leve enferrujamento ou corrosão causados por ácidos, álcalis, corrosão galvânica, rachaduras por corrosão por tensão ou atmosfera corrosiva enfraquecem o material e causam tensões mais elevadas na área corroida.
Tratamento térmico mal feito
A manutenção dos materiais de molas na temperatura de endurecimento por períodos mais longos que o necessário causa um indesejável cresciemtno da estrutura do grão, resultando em friabilidade mesmo que a dureza seja corrigida.
Material defeituoso
Um material pobre contendo inclusões, fendas, ranhuras e material plano com bordas ásperas, cortadas podem causar uma quebra prematura. Fio muito estirado, dureza inadequada e estrutura de grão ruim também resultam em pouca durabilidade.
Grupo 3
Alta temperatura
As altas temperaturas reduzem a têmpera da mola bem como o módulo de elasticidade, permitindo assim apenas cargas mais baixas. Assim reduzem o limite elástico aumentando ainda a corrosão. Devem ser usadas ligas resistentes a corrosão ou ligas de níquel.
Baixa temperatura
Temperaturas abaixo de -40ºF reduzem a capacidade dos aços carbono de suportar choques. Os aços carbonos tornam-se quebradiços a -70ºF. Devem ser usadas ligas resistentes a corrosão, ligas de níquel ou de não ferrosos.
Atrito
Ajustes apertados em hastes ou furos resultam num desgaste do material e quebra ocasional. Os diâmetros exteriores das molas de compressão expandem-se durante a deflexão mas diminuem em molas de torção.
Outras Causas
Ganchos alargados em molas de extensão aumentam a tensão nas dobras. Transporte de excessiva corrente elétrica pode causar quebra. A solda frequente destrói a têmpera da mola. Marca ferreamenta aumenta a tensão.