Propiedades del acero para herramientas de trabajo en caliente 5Cr4Mo2W2VSi

El acero para herramientas 5Cr4Mo₂W₂VSi es un acero de tungsteno-molibdeno de alto rendimiento y medio contenido de carbono, diseñado principalmente para aplicaciones de trabajo en caliente, pero también lo suficientemente versátil para ciertas tareas de trabajo en frío. Es un grado de acero chino.

• Otras designaciones: También se conoce como RM2 o 5Cr4W5Mo2V.
• Tipo: Acero para herramientas en caliente / Matriz de acero.

1. Composición química del acero para herramientas 5Cr4Mo2W2VSi

El rango de composición química típico del acero para herramientas 5Cr4Mo2W2VSi es:

• Carbono (C): 0.45 – 0.55%
• Silicio (Si): 0.80 – 1.10%
• Manganeso (Mn): ≤ 0,50%
• Fósforo (P): ≤ 0,030%
• Azufre (S): ≤ 0,030%
• Cromo (Cr): 3.70 – 4.30%
• Molibdeno (Mo): 1.80 – 2.20%
• Tungsteno (W): 1.80 – 2.20%
• Vanadio (V): 1.00 – 1.30%

2. Propiedades y ventajas del acero para herramientas 5Cr4Mo2W2VSi

Este grado ofrece un sólido equilibrio de propiedades cruciales para herramientas exigentes:

• Alta resistencia al calor y dureza: Mantiene la integridad estructural y la dureza a temperaturas de trabajo elevadas.
• Excelente resistencia a la temperatura: Resiste el ablandamiento durante la exposición prolongada al calor en servicio.
• Buena resistencia al desgaste: Ofrece durabilidad contra la abrasión y el desgaste, tanto a temperatura ambiente como a altas temperaturas, lo que conduce a una mayor vida útil de la herramienta.
• Buena tenacidad y resistencia a la fatiga: Proporciona resistencia al astillamiento y al agrietamiento bajo tensión cíclica e impacto.
• Estabilidad térmica: Mantiene la microestructura y las propiedades de manera confiable a altas temperaturas de operación.
• Buena trabajabilidad: Se puede procesar de manera efectiva utilizando métodos estándar de trabajo en caliente y en frío.

Tratamiento térmico recomendado del acero para herramientas 3.5Cr4Mo2W2VSi

Adecuado tratamiento térmico es esencial para lograr las propiedades objetivo del acero para herramientas 5Cr4Mo2W2VSi.

3.1 Recocido

• Proceso 1: Calentar a 860-880 °C, mantener durante 3-4 horas, enfriar en horno por debajo de 500 °C y, finalmente, enfriar al aire. Dureza: ≤227 HBW.
• Proceso 2 (Isotermo): Calentar a 850-870 °C, mantener de 2 a 3 horas, enfriar en horno a 720-740 °C, mantener de 3 a 4 horas, enfriar en horno por debajo de 500 °C y, finalmente, enfriar al aire. Dureza: ≤255 HBW.

3.2 Enfriamiento

• Temperatura: 1130-1140°C (Alternativamente: 1080°C o 1120°C, dependiendo de los requisitos específicos).
• Medio: Refrigeración del aceite (aceite a 40-60°C).
• Dureza resultante: Normalmente 58-60 HRC (antes del temple).

3.3 Revenido

• Proceso: Se recomienda un doble revenido. Calentar a 600-630 °C, mantener durante 2 horas y enfriar al aire. Repetir el proceso.
• Dureza después del revenido: Normalmente 50-56 HRC (o 57-58 HRC dependiendo de los parámetros exactos).
• Nota sobre resistencia a la tracción: Después del temple a 1120 °C y el revenido a 600 °C, Rm es de aproximadamente 2055 MPa.

4. Aplicaciones del acero para herramientas 5Cr4Mo2W2VSi

El 5Cr4Mo2W2VSi ha demostrado su eficacia en diversas aplicaciones exigentes de herramientas y matrices:

• Matrices de extrusión en caliente: Especialmente eficaz para aleaciones de cobre. Suele ofrecer una vida útil significativamente más larga (2-3 veces, a veces incluso más) que el acero 3Cr2W8V.
• Matrices de forja: Adecuado para forja de precisión, matrices de forja planas, bloques de matrices de prensa mecánica medianos/pequeños (que operan hasta 600-650 °C) y matrices de forja de precisión de engranajes. Puede superar 5CrNiMo en algunos escenarios de forja en caliente.
• Golpes: Se utiliza para punzones de perforación en caliente (particularmente bajo impacto) y punzones de extrusión de anillos de cojinetes.
• Matrices para cantear y laminar: Demuestra una vida útil superior en comparación con 4Cr5MoSiV1 y 3Cr2W8V en aplicaciones como matrices de canteado y matrices de conformado de rodillos para cubiertos de acero inoxidable.
• Matrices bajo carga estable: Adecuado para matrices que operan a temperaturas más altas con cargas relativamente estables y condiciones de enfriamiento moderadas.
• Matrices para trabajo en frío: Su naturaleza de doble propósito permite su uso en herramientas de trabajo en frío seleccionadas.

5. Tratamientos de superficies

Para maximizar aún más la vida útil y el rendimiento de la herramienta, se pueden aplicar de manera efectiva tratamientos de superficie estándar como nitruración o boronización al acero para herramientas 5Cr4Mo2W2VSi.