O aço para mola é um material com elevado limite elástico, utilizado na fabricação de componentes que precisam suportar esforços mecânicos e recuperar sua forma original após a deformação.
Disponível em arames, barras e tiras, pode apresentar diferentes composições e tratamentos, conforme as condições de aplicação.
Entre os materiais mais utilizados estão os aços-carbono temperados e revenidos, os arames conhecidos como corda de piano, os aços-liga ao cromo-vanádio e ao silício-manganês, além dos aços inoxidáveis.
O equívoco mais comum é tratar todo aço de mola como igual e comparar orçamentos só pelo preço por peça.
A escolha depende principalmente das cargas suportadas, da temperatura de operação e da exposição à corrosão.
Uma peça fabricada em aço-carbono convencional, por exemplo, pode apresentar resistência à fadiga diferente daquela produzida com corda de piano.
Por isso, comparar propostas apenas pelo preço unitário, sem definir o material, pode resultar na aquisição de componentes incompatíveis com as exigências da aplicação.
O que se exige de um aço para mola
A fabricação de molas exige materiais capazes de suportar esforços mecânicos repetidos e recuperar sua forma original após cada deformação, mesmo quando submetidos a milhares ou milhões de ciclos de trabalho.
Para atender a essas condições, o aço precisa apresentar elevada resistência elástica, característica que permite suportar tensões consideráveis sem sofrer alterações permanentes em sua geometria.
O boletim “Aços para molas”, da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), destaca o elevado limite de proporcionalidade como uma das principais exigências para esses materiais, pois essa propriedade está diretamente relacionada à capacidade de resistir às deformações.
A durabilidade das molas também está associada à qualidade da superfície do aço, já que pequenas imperfeições podem comprometer sua resistência à fadiga e favorecer o surgimento de trincas.
Entre os defeitos que prejudicam o desempenho estão marcas de ferramentas, inclusões e riscos provocados pelas matrizes de trefilação, processo que reduz o diâmetro do arame por meio de sua passagem por uma fieira.
Outro problema é a descarbonetação superficial, caracterizada pela perda de carbono na camada externa do material, o que pode reduzir sua resistência mecânica.
A importância desses cuidados aparece em pesquisas da indústria automobilística mencionadas no boletim da USP, que identificaram imperfeições superficiais como ponto de origem de quase todas as rupturas por fadiga em molas de válvulas.
Por isso, a escolha do aço deve considerar tanto sua composição quanto a qualidade do arame utilizado na fabricação.
Para peças sujeitas a ciclos frequentes, é recomendável solicitar ao fornecedor a identificação da matéria-prima e o certificado emitido pela usina siderúrgica ou trefilaria responsável pelo fornecimento.
Aço-carbono e corda de piano
O aço-carbono é o material mais usado em molas de fio fino. O boletim da USP separa três condições de fornecimento desse aço para molas de pequena seção, e cada uma tem um uso.
A tabela abaixo resume o que o texto diz sobre cada condição e acrescenta os aços-liga e o inox:
| Material | Teor de carbono | Indicação segundo a fonte |
|---|---|---|
| Aço-carbono encruado | 0,45% a 0,75% | Menor preço, molas sob cargas constantes ou com poucas repetições de esforço |
| Aço-carbono temperado e revenido | 0,60% a 0,70% | Uso geral, carga não muito elevada e sem choques contínuos |
| Corda de piano (patenteado e encruado) | 0,75% a 1,00% | Pequenas molas helicoidais e de torção com cargas elevadas ou aplicadas de repente |
| Aço-liga SAE 6150 (cromo-vanádio) | 0,48% a 0,53% | Tensões muito altas, resiste mais ao calor que o aço-carbono |
| Aço-liga SAE 9260 (silício-manganês) | 0,55% a 0,65% | Tensões muito altas, resiste mais ao calor que o cromo-vanádio |
| Aço inoxidável (ABNT NBR 13366) | Conforme a liga | Ambiente corrosivo e temperatura de até 350 °C, dependendo da liga |
As cinco primeiras linhas vêm das tabelas XIV e XV do boletim da USP. A última, da ABNT NBR 13366:1995.
Encruado é o aço endurecido pela própria trefilação a frio, e patenteado é o arame que passa por um tratamento térmico antes da trefilação final.
A corda de piano, também chamada de fio de música, é descrita pelo boletim como “um dos aços de melhor qualidade para molas”.
Segundo o texto, ela pode ser enrolada em torno de um eixo de 3 a 3,5 vezes o próprio diâmetro sem romper.
O limite é a temperatura: o texto recomenda não expor essas molas a mais de 120 °C. A essa temperatura, sob tensão elevada, elas já perdem cerca de 5% da carga.
Aços-liga para carga e temperatura altas
Quando a mola trabalha com tensões muito altas ou em ambiente quente, entram os aços-liga.
O boletim da USP cita os tipos SAE 6150, ao cromo-vanádio, e SAE 9260, ao silício-manganês, que apresentam melhores limites de escoamento, de elasticidade e de fadiga.
O primeiro resiste mais ao calor do que os aços-carbono, e o segundo, mais do que o cromo-vanádio.
Esses aços são comuns em molas maiores, fabricadas a partir de barras. No Brasil, a matéria-prima das molas helicoidais da indústria automobilística é tratada pela ABNT NBR 16804:2019.
A norma estabelece os requisitos de barras laminadas a quente e fios-máquina de aço de qualidade especial para molas helicoidais, barras de torção e barras estabilizadoras.
A dureza também tem limite. Segundo o boletim da USP, as molas de aço-carbono “nunca devem apresentar dureza Rockwell C superior a 50”, porque acima disso o material tende a ficar frágil. Se o fornecedor informar a dureza da peça, confira se ela respeita essa faixa.
Qual o melhor aço para molas?
Não há um único melhor aço para molas. A corda de piano é a referência para molas pequenas sob carga severa, os aços-liga para tensão e temperatura altas e o inox para corrosão.
Por sua vez, o aço-carbono encruado atende às aplicações de carga constante com o menor custo. O critério é a condição de trabalho, e não o preço por quilo.
O aço inoxidável tem norma brasileira própria. A ABNT NBR 13366:1995, confirmada pela ABNT em 2023, especifica o arame redondo de aço inoxidável trefilado com diâmetro de até 10 mm.
Esse arame é usado em molas de compressão, tração e torção expostas à corrosão e a temperaturas de até 350 °C, dependendo da liga.
Para molas de torção de inox e outras peças em ambiente úmido ou químico, peça que o arame atenda a essa norma.
Para a mola de torção de pedais, alavancas e dobradiças com retorno, o boletim da USP indica a corda de piano quando a carga é elevada ou aplicada de repente.
Já em ambiente agressivo, a troca pelo inox resolve a corrosão, mas altera a força. Informe ao fornecedor se a peça é uma substituição de material, para que ele recalcule a mola.
Mola galvanizada e o risco de fragilização
Quando o inox não se justifica, o aço-carbono pode receber proteção superficial, como zincagem, fosfatização ou pintura.
A mola galvanizada recebe uma camada de zinco que protege o aço contra a corrosão em ambiente externo ou úmido.
Esse acabamento exige um cuidado. Um estudo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) apresentado no Intercorr 2012, congresso da Associação Brasileira de Corrosão (Abraco), trata desse risco.
O texto lembra que processos como decapagem e galvanização podem introduzir hidrogênio no aço.
A fragilização por hidrogênio, segundo o mesmo texto, ocorre principalmente em aços-carbono e inoxidáveis martensíticos de alta resistência, grupo em que estão os aços de mola.
Por isso, ao pedir mola zincada por processo eletrolítico, pergunte ao fornecedor se a peça passa por tratamento de desidrogenação depois do banho. Em molas de carga alta, a resposta deve vir por escrito na proposta.
Leve o material e o ambiente de trabalho para a cotação
Antes de pedir orçamento, informe o material desejado ou, se não souber, a carga, o número de ciclos, a temperatura e o ambiente em que a mola trabalha.
Indique também o acabamento, a norma do arame, como a ABNT NBR 13366 para o inox, e se precisa de certificado do material.
Em equipamento de segurança, a escolha do aço deve ser validada por profissional habilitado.
O Soluções Industriais reúne mais de 50 mil fornecedores cadastrados. Na plataforma, você pode comparar fornecedores de mola de torção e pedir orçamento a vários deles ao mesmo tempo, com o mesmo material especificado.
Já as etapas pelas quais o arame passa até virar mola estão no artigo sobre fabricação de molas, e os formatos, no artigo sobre tipos de molas.
Romário Martins · Colunista no segmento Economia e Negócios | Vice-presidente do Grupo Ideal Trends
Há mais de 19 anos, Romário tem ajudado empresas a alavancarem seu faturamento por meio da geração de demanda qualificada na web. Em sua trajetória, já ajudou a transformar o cenário de mais de 20.000 empresas.
