Selección de acero para herramientas para matrices progresivas
Las matrices progresivas realizan múltiples operaciones en secuencia, donde cada carrera de la prensa hace avanzar la tira y da forma a la pieza paso a paso. Debido a que la producción es continua y a menudo de alta velocidad, las herramientas están expuestas a impactos repetidos, cargas de compresión constantes y fricción continua en múltiples estaciones.
En la producción, la vida útil de las herramientas suele estar limitada por un mecanismo dominante. Los filos pueden desgastarse progresivamente por abrasión, deformarse bajo carga o astillarse y agrietarse por impactos repetidos. La selección del material depende de identificar cuál de estos comportamientos aparece primero y limita la vida útil.
Principio de selección fundamental
La selección del acero para herramientas en matrices progresivas depende de cómo responda la herramienta al desgaste, la carga y el impacto cíclico.
Cuando predomina el desgaste, los filos de corte pierden agudeza y la precisión dimensional se deteriora. Cuando la resistencia a la compresión es insuficiente, las secciones conformadas se deforman y pierden alineación. Cuando la tenacidad es insuficiente, los impactos repetidos provocan astillamiento o agrietamiento por fatiga, especialmente en las estaciones de punzonado y troquelado.
Selección de materiales en función de las condiciones de aplicación
Acero para herramientas AISI A2 | 1.2363 | SKD12
El acero A2 se utiliza cuando el desgaste, la deformación y el impacto están presentes, pero ninguno predomina claramente. Proporciona un equilibrio entre resistencia al desgaste y tenacidad, lo que permite que los troqueles mantengan su filo a la vez que resisten el agrietamiento bajo cargas repetidas.
Es adecuado para aplicaciones en las que varias estaciones deben funcionar de forma consistente sin que un único modo de fallo controle la vida útil de la herramienta.
Acero para herramientas AISI D2 | 1.2379 | SKD11)
El acero D2 se utiliza cuando la vida útil de la herramienta está limitada por el desgaste abrasivo o adhesivo. Su alto contenido de carburo permite que los filos de corte mantengan su geometría durante largos ciclos de producción, lo cual es fundamental en el estampado de alto volumen.
Una vez que aparecen astillamientos o grietas en los bordes durante el funcionamiento, el acero D2 ya no prolonga la vida útil de la herramienta y debe sustituirse por un acero de mayor resistencia.
Acero para herramientas AISI O1 | 1.2510 | SKS3
El acero O1 se elige cuando el volumen de producción es limitado y las condiciones de carga no son severas. Proporciona suficiente resistencia al desgaste y tenacidad para aplicaciones generales, a la vez que facilita el mecanizado durante la fabricación de herramientas.
Debido a que su estabilidad dimensional es menor que la de los aceros de endurecimiento al aire, no es adecuado para matrices progresivas de alta precisión que requieren una alineación estricta.
Acero para herramientas AISI S7 | 1.2355
El acero S7 se utiliza cuando la falla se produce por astillamiento, agrietamiento o fatiga debido a impactos repetidos. Esto es común en el estampado de gran espesor o en estaciones donde las cargas de punzonado son elevadas.
En estas condiciones, aumentar la tenacidad resulta más eficaz que aumentar la dureza. El acero S7 absorbe las tensiones de impacto cíclicas que provocarían la fractura en aceros con mayor contenido de carburo.
Acero para herramientas AISI M2 | 1.3343 | SKH51
El M2 se aplica en estaciones donde el desgaste y la tensión de compresión son significativos. Se utiliza comúnmente para punzones que deben mantener la resistencia del filo bajo cargas repetidas, a la vez que resisten la abrasión.
En comparación con el acero D2, ofrece mayor resistencia a la deformación. En comparación con el acero S7, mantiene una mayor resistencia al desgaste. Se selecciona cuando tanto el desgaste como la carga contribuyen a la falla de la herramienta.
Lógica de selección práctica
La selección debe basarse en el comportamiento observado en la producción.
Cuando los filos de corte se desgastan progresivamente y las rebabas aumentan de tamaño, D2 es la opción adecuada. Cuando los punzones se deforman o pierden precisión dimensional bajo carga, M2 ofrece mayor resistencia. Cuando los filos se astillan o se agrietan por impactos repetidos, se requiere S7. Cuando estas condiciones se superponen y ningún mecanismo predomina, A2 proporciona una solución equilibrada. En aplicaciones menos exigentes, O1 sigue siendo una opción práctica.
Tabla de resumen
| Grado de acero para herramientas | Dureza de trabajo típica | Motivo principal de selección |
| A2 | 58–62 HRC | Rendimiento equilibrado en condiciones mixtas. |
| D2 | 58–60 HRC | Resistencia al desgaste para producción en grandes volúmenes |
| O1 | 58–60 HRC | Rentable para aplicaciones de baja demanda. |
| S7 | 56-58 HRC | Resistencia al impacto y al astillamiento |
| M2 | 60–65 HRC | Resistencia al desgaste con mayor capacidad de carga |
Conclusión
La selección del material para matrices progresivas depende de determinar si el desgaste, la deformación o el agrietamiento por impacto limitan la vida útil de la herramienta. Una vez identificado el mecanismo de falla predominante, se puede seleccionar el acero adecuado para abordar esa condición específica.