Selección de acero para herramientas para matrices de laminación
Las matrices de laminación se utilizan para estampar láminas delgadas de acero eléctrico para transformadores, motores y armaduras. El proceso opera a temperatura ambiente y es completamente de trabajo en frío.
Durante la producción, la matriz está sometida a altas cargas de compresión y a impactos cíclicos continuos por el estampado a alta velocidad. Al mismo tiempo, el contacto repetido con el material de lámina delgada causa desgaste progresivo en el borde. Los modos de falla dominantes son el desgaste abrasivo y el adhesivo (galling), mientras que el daño térmico no está involucrado.
Debido a que no hay temperatura elevada presente, propiedades como la resistencia a la fatiga térmica y la dureza en caliente no influyen en la selección del material.
Factores de selección
La selección del acero para herramientas para matrices de laminación está regida por el modo de falla real del borde de la matriz. En la mayoría de los casos, la decisión se reduce a si el desgaste o el desportillado limitan la vida útil de la herramienta.
Resistencia al desgaste
Cuando el desgaste del borde define la vida útil de la herramienta, se requiere un mayor contenido de carburo para mantener bordes de corte afilados durante largas corridas de producción. Esto mejora la resistencia a la abrasión del material de lámina pero aumenta la fragilidad.
Tenacidad
Cuando ocurre desportillado o agrietamiento del borde antes de un desgaste significativo, se vuelve necesaria una mayor tenacidad. La tenacidad rige la resistencia a la microfractura inducida por impacto en el borde de corte, especialmente bajo condiciones de estampado a alta velocidad o inestables.
Estabilidad dimensional
Para matrices con tolerancias ajustadas o geometrías complejas, la distorsión durante el tratamiento térmico puede ser una limitación práctica. Se prefieren los aceros de temple al aire donde mantener la precisión dimensional es crítico.
Aceros para herramientas recomendados
Los siguientes grados se seleccionan según cuál mecanismo de falla domina en la aplicación.
AISI D2 (acero de alto carbono y alto cromo)
El D2 se utiliza cuando el desgaste es el factor limitante principal. Su alto volumen de carburos proporciona una fuerte resistencia al desgaste del borde, permitiendo un rendimiento estable en largas corridas de producción.
Su limitación es la tenacidad reducida. Cuando el borde de la matriz es delgado, está mal soportado o expuesto a variación de impacto, puede ocurrir desportillado antes de que el desgaste sea crítico. Dureza típica: 58–62 HRC
Acero para herramientas AISI A2 | 1.2363 | SKD12
El A2 se selecciona cuando el desportillado del borde limita la vida útil de la herramienta. Ofrece mayor tenacidad que el D2, reduciendo el riesgo de rotura del borde bajo impactos repetidos.
La resistencia al desgaste es menor que la del D2, por lo que es más adecuado para volúmenes de producción moderados o condiciones donde la estabilidad es más importante que la máxima vida útil del borde. Dureza típica: 56–60 HRC
Acero para herramientas AISI M2 | 1.3343 | SKH51
El M2 se utiliza en aplicaciones donde los aceros estándar para trabajo en frío se desgastan demasiado rápido. Su mayor dureza y distribución más fina de carburos mejoran la resistencia al desgaste rápido del borde, especialmente al estampar aceros eléctricos abrasivos.
Debido a su menor tenacidad que el A2, requiere un diseño de matriz estable y soporte suficiente para prevenir la falla del borde. Dureza típica: 60–66 HRC
Acero para herramientas AISI L6 | 1.2714 | SKT4
El L6 se aplica cuando la fractura o el desportillado severo es la causa dominante de falla de la herramienta. Su alta tenacidad permite que la matriz resista condiciones de impacto que causarían falla frágil en aceros de mayor aleación.
Este grado sacrifica resistencia al desgaste y típicamente se usa solo cuando el D2 o el A2 fallan debido a agrietamiento. Dureza típica: 52–58 HRC (para aplicaciones de estampado)
Tabla resumen
| Grado de acero para herramientas | Dureza típica | Ventaja principal | Mejor caso de uso |
| AISI D2 | 58–62 HRC | Alta resistencia al desgaste | Corridas largas donde domina el desgaste del borde |
| AISI A2 | 56–60 HRC | Mayor resistencia | Riesgo de desportillado, condiciones de estampado inestables |
| AISI M2 | 60–66 HRC | Resistencia al desgaste superior a alta dureza | Láminas abrasivas, desgaste rápido del borde |
| AISI L6 | 52–58 HRC | Alta resistencia al impacto | Prevención de agrietamiento o rotura del borde |