Acero para herramientas de trabajo en caliente 5CrMnMo

En Acero AoboCon más de 20 años de experiencia en forja, entendemos las exigencias que se imponen a aceros para herramientas para trabajo en calienteEl acero para herramientas de trabajo en caliente 5CrMnMo es una opción confiable de baja aleación que suministramos con frecuencia, conocida por su equilibrio específico de propiedades.

Descripción general y composición química del acero 1.5CrMnMo

El acero para herramientas de trabajo en caliente 5CrMnMo se clasifica como un acero de baja aleación para matrices de trabajo en caliente. Sus características de rendimiento se deben a su composición química específica.

Según la norma GB/T1299-2000, la composición típica (peso %) es:

• Carbono (C): 0.50% – 0.60%
• Manganeso (Mn): 1.20% – 1.60%
• Cromo (Cr): 0.60% – 0.90%
• Níquel (Ni): 1.40% – 1.80%
• Molibdeno (Mo): 0.15% – 0.30%
• Silicio (Si): ≤ 0,40% (algunas especificaciones permiten 0,25-0,60%)
• Fósforo (P): ≤ 0,030%
• Azufre (S): ≤ 0,030%

Pueden existir variaciones menores en los rangos dependiendo de la edición estándar específica.

2. Aplicaciones del acero 5CrMnMo

El acero para herramientas de trabajo en caliente 5CrMnMo es una opción práctica para la fabricación de matrices de forja en caliente de tamaño mediano a pequeño, generalmente con longitudes laterales de hasta 400 mm. Su buena tenacidad lo hace adecuado para:

• Matrices con formas complejas.
• Las matrices de forja con martillo están sujetas a impactos significativos.
• Las partes de trabajo de las matrices de trabajo en caliente están sometidas a elevadas cargas de impacto.
• Moldes de fundición a presión de zinc, aluminio y aleaciones.
• Moldes de prensado en caliente y algunos moldes de plástico.
• Material base para ciertas herramientas de corte/punzonado y matrices de estampación en frío (a veces puede reemplazar T10A, 9SiCr, Cr12MoV para secciones más grandes).

3. Propiedades mecánicas y comparación con 5CrNiMo

• Fortaleza: Un poco más alto que Acero 5CrNiMo.
• Dureza y plasticidad: Menos de 5CrNiMo tanto a temperatura ambiente como a temperatura elevada debido a que el manganeso reemplaza parte del níquel.
• Endurecimiento: Inferior a 5CrNiMo.
• Resistencia a la fatiga térmica: Más pobre que el 5CrNiMo a altas temperaturas de trabajo; muestra mayor sensibilidad al sobrecalentamiento.

Si bien el acero para herramientas de trabajo en caliente 5CrMnMo ofrece una buena relación calidad-precio y un buen rendimiento para sus aplicaciones, sus propiedades pueden convertirlo en la opción preferida para tareas de forja en caliente de mayor envergadura o exigencia. Sin embargo, para matrices de sección muy grande, se suelen seleccionar otros grados como el 5Cr2NiMoVSi por su mayor templabilidad.

4. Tratamiento térmico del acero 5CrMnMo

Adecuado tratamiento térmico Es crucial para lograr el rendimiento deseado del 5CrMnMo. Aobo Steel cuenta con una amplia experiencia en el suministro de acero que cumple con estos requisitos de procesamiento.

4.1 Forja

Siga los parámetros del proceso de forma similar a los del 5CrNiMo. Es necesario un control cuidadoso del calentamiento y el enfriamiento para evitar el agrietamiento. El enfriamiento lento después del forjado (enfriamiento en horno a 150-200 °C para piezas forjadas grandes) es esencial para evitar manchas blancas.

4.2 Recocido

Se recomienda el recocido isotérmico:

1. Calentar a 850-870°C y mantener durante 4-6 horas.
2. Enfriar a temperatura isotérmica de 680°C, mantener durante 4-6 horas.
3. Enfriar en horno a menos de 500 °C y luego al aire. Dureza esperada: 197-241 HBW (estructura de perlita y ferrita).

4.3 Apagado

1. Calentar a 840-860 °C. Temperaturas más altas (alrededor de 900 °C) pueden aumentar la martensita en láminas, lo que resulta en una mayor tenacidad.
2. Temple en aceite. Enfriar a 150-180 °C antes del revenido inmediato.
3. Para minimizar la distorsión y el agrietamiento, considere preenfriar al aire a 740-780 °C (rojo oscuro) antes del temple en aceite, o preenfriar las matrices más grandes a 780-810 °C. Los pasos de temple isotérmico (p. ej., temple en aceite a 150-200 °C, seguido de un mantenimiento isotérmico a 280 °C) también pueden ser beneficiosos.

4.4 Templado

El revenido ajusta la dureza y tenacidad finales. Alivia la tensión y estabiliza la estructura.

1. General: 450-500°C, a menudo se realiza dos veces.
2. Cuerpos de matrices de forja:
   
   • Matrices pequeñas: 490-510 °C (Dureza: 44-47 HRC)
   • Matrices grandes: 560-580 °C (dureza: 34-37 HRC)
3. Espigas (para mayor dureza):
   
   • Matrices pequeñas: 620-640 °C (dureza: 34-37 HRC)
   • Matrices medianas: 640-660 °C (Dureza: 30-35 HRC)
4. Alivio del estrés: Después del revenido se recomienda un tratamiento final de alivio de tensiones a 280°C durante 2-3 horas.

5. Mejora del rendimiento

La vida útil de las matrices 5CrMnMo se puede extender mediante:

• Tratamiento térmico optimizado: Técnicas como el temple a alta temperatura (alrededor de 900 °C), el preenfriamiento antes del temple y el temple isotérmico seguido de doble revenido pueden mejorar la tenacidad y reducir la propagación de grietas.
• Tratamientos de superficie: Procesos como la carbonitruración o la codefusión de tierras raras pueden mejorar significativamente la dureza de la superficie, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga térmica.
• Precalentamiento: Siempre precaliente las matrices a 200-250 °C antes de usarlas para minimizar el choque térmico y el riesgo de fractura.