Selección de acero para herramientas para matrices de corte fino
El troquelado de precisión es un proceso de conformado en frío de alta precisión diseñado para producir bordes completamente cortados con mínimas zonas de fractura. Mediante la aplicación de un indentador en forma de anillo en V, el material se somete a una alta tensión de compresión antes del corte, lo que favorece el flujo plástico en lugar de la propagación de grietas.
En comparación con el troquelado convencional, esto resulta en una presión de contacto significativamente mayor, holguras más ajustadas (normalmente alrededor de 11 TP 3T del espesor de la chapa) y una fricción severa en la interfaz de corte. Al mismo tiempo, los punzones deben soportar fuertes fuerzas de extracción y eyección.
En estas condiciones, la falla de la herramienta se debe principalmente al desgaste abrasivo, al desgaste adhesivo (agarrotamiento) y al astillamiento del filo por concentraciones de tensión. Por lo tanto, la selección del acero de la herramienta determina directamente la estabilidad del filo y la vida útil de la matriz.
Factores de selección
El principal desafío en el troquelado de precisión reside en mantener la integridad del filo bajo un desgaste simultáneo y una tensión de compresión extrema.
Se requiere una alta dureza para resistir el desgaste y mantener tolerancias ajustadas. Sin embargo, un aumento de la dureza reduce la tenacidad, lo que hace que el filo de corte sea más propenso a astillarse bajo carga. En el troquelado de precisión, una vez que se inician microfisuras en el filo, estas se propagan rápidamente, lo que provoca una falla prematura.
Por este motivo, el acero debe proporcionar la tenacidad suficiente para absorber sobrecargas localizadas, al tiempo que mantiene una resistencia al desgaste suficiente para evitar una rápida degradación de los filos.
La fricción en la interfaz de corte complica aún más la selección. La alta presión de contacto favorece la adhesión del material a la superficie del punzón, especialmente en series de producción largas. Esto aumenta el riesgo de agarrotamiento y acelera el desgaste. En la práctica, los aceros con una microestructura poco uniforme son más propensos a la iniciación de grietas y a un comportamiento de desgaste inestable.
En consecuencia, la vida útil de la herramienta depende del equilibrio entre la resistencia al desgaste generada por los carburos y la tenacidad de la matriz, en lugar de depender únicamente de la dureza.
Aceros para herramientas recomendados
En el troquelado de precisión, los distintos componentes del juego de troqueles requieren propiedades de material diferentes. La selección debe basarse en la función, en lugar de utilizar un único grado de material.
Acero para herramientas AISI A2 | 1.2363 | SKD12
El acero A2 se utiliza normalmente para placas de anillo en V, porta-punzones y otros componentes estructurales donde la resistencia al agrietamiento es fundamental.
Ofrece mayor tenacidad que los aceros con alto contenido de carbono y cromo, lo que le permite soportar fuerzas combinadas de compresión y desmoldeo sin fracturarse. Su estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico también contribuye a mantener la alineación de la matriz y el control de la holgura.
El acero A2 se aplica generalmente con una dureza de 57 a 60 HRC y es adecuado para volúmenes de producción moderados o aplicaciones donde el riesgo de astillamiento es una preocupación.
Acero para herramientas AISI D2 | 1.2379 | SKD11
El acero D2 es la opción estándar para filos de corte en operaciones de troquelado de precisión de alto volumen, donde la resistencia al desgaste es el factor limitante en la vida útil de la herramienta.
Su alto contenido en carburo proporciona una excelente resistencia al desgaste abrasivo, lo que permite que la matriz mantenga bordes afilados y tolerancias ajustadas durante largos periodos de funcionamiento. Sin embargo, su menor tenacidad la hace más sensible al astillamiento de los bordes bajo condiciones de carga inestables.
El D2 ofrece los mejores resultados en procesos estables con impacto controlado y se suele utilizar a una dureza de 58-62 HRC.
Proveedor de acero para herramientas AISI S7 | DIN 1.2355
El acero S7 se utiliza para componentes estructurales sometidos a cargas elevadas, como placas de presión y retenedores. Estas piezas absorben importantes fuerzas de compresión e impacto durante su funcionamiento.
Su elevada resistencia al impacto evita el agrietamiento bajo cargas repetidas, lo que la hace fiable para aplicaciones de soporte sometidas a altas tensiones. Sin embargo, debido a su menor resistencia al desgaste, no es adecuada para filos de corte.
El acero S7 se somete normalmente a un tratamiento térmico para alcanzar una dureza de 54-58 HRC con el fin de maximizar su tenacidad.
Aceros de alta velocidad PM (metalurgia de polvos)
Los aceros rápidos PM se utilizan en aplicaciones exigentes de troquelado de precisión donde se requiere simultáneamente resistencia al desgaste y tenacidad.
Su microestructura uniforme reduce el número de puntos de inicio de grietas en comparación con el acero D2 convencional, disminuyendo significativamente el riesgo de astillamiento de los bordes. Al mismo tiempo, mantienen una alta dureza y resistencia al desgaste, lo que los hace idóneos para operaciones de alta carga y alta precisión.
Estos aceros se utilizan normalmente con niveles de dureza superiores a 60 HRC cuando la vida útil prolongada de la herramienta y la estabilidad del proceso son factores críticos.
Tabla de resumen
| Grado de acero para herramientas | Dureza típica | Principal ventaja de los troqueles de troquelado de precisión |
| AISI A2 | 57–60 HRC | Mayor resistencia; adecuado para piezas estructurales y cargas moderadas. |
| AISI D2 | 58–62 HRC | Alta resistencia al desgaste; ideal para largas series de producción. |
| AISI S7 | 54–58 HRC | Alta resistencia al impacto; se utiliza para componentes de soporte. |
| PM de alta velocidad | 60–64+ HRC | Combina resistencia al desgaste y dureza; reduce el riesgo de astillamiento. |