Dureza del acero para herramientas S7

El acero para herramientas S7 se suministra normalmente en estado recocido a aproximadamente 187–223 HB, con muchas especificaciones que permiten una dureza recocida máxima de aproximadamente 230 HB. Después del endurecimiento y el revenido, el S7 se usa comúnmente en 54–58 HRC. Para muchos punzones, matrices, herramientas de conformado, cinceles, cuchillas de corte y otros componentes sometidos a cargas de impacto, 56-58 HRC Suele ser el rango de trabajo más práctico.

S7 puede alcanzar aproximadamente 60–61 HRC Tras el temple, esta no suele ser la condición óptima de servicio. Con la máxima dureza, el acero S7 pierde parte de la tenacidad que lo hace útil como acero para herramientas resistente a los impactos. En el uso real de herramientas, la dureza correcta no es la máxima posible en HRC. Se trata del rango de dureza que proporciona suficiente resistencia y durabilidad, permitiendo a la vez que la herramienta absorba el impacto sin agrietarse ni astillarse.

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¿Qué tan duro es el acero para herramientas S7?

El acero para herramientas S7 se suele suministrar blando en estado recocido a unos 187–223 HB. Después del tratamiento térmico, se suele utilizar a unos 54–58 HRC. Un objetivo práctico para muchas herramientas de trabajo en frío con carga de impacto es 56-58 HRC.

Lo importante es que la dureza S7 debe evaluarse junto con la tenacidad. El acero S7 no se selecciona principalmente para lograr la mayor dureza Rockwell, sino cuando una herramienta requiere una dureza útil, buena resistencia y una resistencia al impacto mucho mayor que la de los aceros de trabajo en frío con alto contenido de carbono, que son más frágiles.

La dureza del acero S7 en estado templado puede resultar atractiva, pero no debe utilizarse sin templar. El acero S7 sin templar presenta altas tensiones internas y es más propenso a agrietarse o astillarse por impacto. El templado es necesario para convertir su alta dureza en un rendimiento adecuado para la herramienta.

Dureza del acero para herramientas S7 en estado recocido.

El acero para herramientas S7 se suele comprar al proveedor de acero en estado recocido. En este estado, la dureza es típicamente 187–223 HB, con un valor máximo aceptable a menudo alrededor de 230 HB.

Esta condición blanda es intencional. Permite cortar, taladrar, fresar, rectificar y preparar el material antes del tratamiento térmico final. Para la inspección del material entrante, la dureza Brinell es más útil que la Rockwell C, ya que el material S7 recocido es demasiado blando para que la HRC lo describa con precisión.

Un comprador no debe considerar defectuoso el acero S7 recocido simplemente porque sea mucho más blando que la dureza final requerida. El proveedor suministra el acero S7 en condiciones mecanizables. El comprador o la planta de tratamiento térmico produce entonces la dureza final según el diseño de la herramienta y los requisitos de servicio.

Para la compra de materia prima, la dureza tras el recocido se utiliza principalmente para confirmar la maquinabilidad y las condiciones de suministro. La dureza final Rockwell C corresponde a la etapa posterior del tratamiento térmico, no a la condición original de suministro del acero.

Dureza del acero para herramientas S7 después del tratamiento térmico

La dureza S7 después del tratamiento térmico depende de la temperatura de austenización, el método de temple, la temperatura de revenido, el tamaño de la sección y la aplicación final. Un proceso de endurecimiento común incluye un precalentamiento a aproximadamente 1200–1300 °F (650–705 °C), seguido de austenización a aproximadamente 1695–1750 °F (925–955 °C).

Después del enfriamiento, S7 puede alcanzar aproximadamente 60–61 HRC. Esta condición corresponde principalmente a una etapa de tratamiento térmico, no a una condición normal de trabajo. Sin revenido, el acero presenta altas tensiones internas y una menor seguridad ante cargas de impacto.

Después del templado, el S7 normalmente se ajusta a un rango de trabajo más seguro. Para la mayoría de las herramientas resistentes a los golpes, el rango práctico es 54–58 HRC. Cuando la herramienta necesita tanto resistencia del filo como resistencia al impacto, 56-58 HRC suele ser un objetivo mejor que la dureza máxima.

La dureza final debe coincidir con el modo de fallo de la herramienta. Un punzón que se astilla al impacto puede requerir una dureza menor. Un filo de herramienta que se dobla o deforma puede requerir una dureza mayor, un mejor tratamiento térmico o un tipo de acero diferente.

Dureza de trabajo recomendada para aplicaciones S7

La dureza S7 debe seleccionarse según el riesgo de uso de la herramienta. Si la falla principal se debe a agrietamiento, astillamiento o rotura por impacto, la tenacidad es más importante que la dureza máxima. Si la falla principal se debe al desgaste del filo o a la deformación de la superficie, una dureza ligeramente superior puede ser útil, pero no debe comprometer la resistencia al impacto requerida para la aplicación.

Para muchas herramientas S7, 56-58 HRC es un objetivo práctico. Una gama más amplia de 54–58 HRC También es común cuando la resistencia al impacto es más importante que la resistencia al desgaste.

Para trabajos en caliente moderados, el acero S7 suele templarse a una temperatura más alta que las herramientas para trabajos en frío. Esto reduce la dureza, pero mejora la estabilidad cuando la herramienta se expone al calor. Si la aplicación implica agrietamiento térmico severo, fatiga térmica o exposición prolongada a altas temperaturas, el acero H13 suele ser una mejor opción que el S7.

Equilibrio entre dureza y tenacidad S7

El S7 es un acero para herramientas resistente a los golpes. Su dureza siempre debe entenderse junto con su tenacidad. Una herramienta en 60–61 HRC puede ser muy duro pero demasiado frágil para el servicio de impacto. Una herramienta en 56-58 HRC Puede que tenga una resistencia al desgaste ligeramente inferior, pero suele ser mucho más seguro ante cargas de impacto repetidas.

Esta es la razón principal por la que el acero S7 se utiliza en punzones, cinceles, cuchillas de corte, herramientas de conformado, matrices de recalcado y otras herramientas de impacto. No se elige para reemplazar al acero D2 en condiciones de abrasión severa. Se elige cuando los aceros más duros se astillan, agrietan o rompen.

La ventaja práctica del acero S7 radica en que conserva una dureza útil a la vez que ofrece una resistencia al impacto mucho mayor que muchos aceros para herramientas de trabajo en frío con alto contenido de carbono. Cuando el principal modo de fallo es la rotura, el S7 suele ofrecer un mejor rendimiento que un acero más duro y frágil.

La dureza confiere a la herramienta resistencia a la indentación, la deformación y el colapso del filo. La tenacidad le confiere resistencia al agrietamiento y la fractura repentina. El acero S7 funciona mejor cuando estas dos propiedades están equilibradas, no cuando una de ellas se lleva al límite.

Por qué el S7 no siempre debe endurecerse al máximo HRC

Una dureza máxima de 60–61 HRC Puede parecer atractivo en un informe de dureza, pero generalmente no es el objetivo ideal para las herramientas S7. A este nivel, la herramienta tiene menor capacidad de absorción de impactos y aumenta el riesgo de astillamiento, agrietamiento o fractura repentina.

Esto es especialmente importante para punzones, herramientas de troquelado, cinceles, herramientas de conformado y componentes sometidos a cargas concentradas. Estas herramientas no solo necesitan una superficie dura, sino también la suficiente resistencia para soportar impactos repetidos.

Llevar el acero S7 a su máxima dureza también puede generar problemas durante el tratamiento térmico. Una temperatura de austenización excesiva, un tiempo de remojo prolongado, un temple severo o un revenido insuficiente pueden dejar altas tensiones residuales en la herramienta. La pieza puede superar una prueba de dureza, pero aun así fallar prematuramente durante su uso.

Para la mayoría de las herramientas S7, 56-58 HRC Es más fiable que la dureza máxima. El objetivo es igualar la dureza con la carga de trabajo, no buscar el valor HRC más alto.

Reglas prácticas para la selección de dureza en acero para herramientas S7

La dureza S7 debe seleccionarse en función del modo de fallo. La dureza correcta es aquella que resuelve el problema real de funcionamiento.

Esta es la forma más práctica de usar el acero S7. No es el mejor acero para todas las herramientas de trabajo duro. Es la mejor opción cuando la herramienta debe ser lo suficientemente dura para funcionar, pero a la vez lo suficientemente resistente para no romperse.

Dureza S7 comparada con D2, A2, O1 y H13

Las aleaciones S7, D2, A2, O1 y H13 no se seleccionan únicamente por su dureza. Cada grado está diseñado para ofrecer un equilibrio diferente entre resistencia al desgaste, tenacidad, estabilidad dimensional y resistencia al calor.

En comparación con A2, D2 y O1, S7 no se suele elegir por su alta dureza de trabajo ni por su gran resistencia al desgaste abrasivo. A2 y O1 se utilizan a menudo con una dureza de entre 57 y 62 HRC, mientras que D2 se utiliza comúnmente con una dureza de entre 58 y 60 HRC para herramientas de trabajo en frío donde predomina el desgaste. S7 se suele seleccionar cuando el riesgo de agrietamiento, astillamiento o rotura por impacto es mayor que el del desgaste. H13 es diferente porque es un acero para trabajo en caliente, que se suele utilizar con niveles de dureza más bajos para la resistencia a la fatiga térmica y al agrietamiento por calor, en lugar de para el servicio de impacto en frío.

Cuando la dureza S7 no es la solución adecuada

No se debe seleccionar S7 únicamente por su alta dureza. Si la aplicación requiere principalmente una alta resistencia al desgaste abrasivo, D2 o A2 podrían ser más adecuados. Si la herramienta opera a altas temperaturas, H13 podría ser más seguro. Si la aplicación requiere un mecanizado sencillo y un uso moderado, O1 podría ser suficiente.

El acero S7 es el más resistente cuando el principal riesgo es la falla por impacto. Si una herramienta fabricada con D2, A2 u O1 se agrieta, se astilla o se rompe bajo cargas de impacto, el S7 se convierte en una opción prometedora. Si la herramienta solo se desgasta lentamente por abrasión, es posible que el S7 no resuelva el problema real.

Por eso, la dureza por sí sola no basta para seleccionar un acero para herramientas. Un acero con una dureza Rockwell (HRC) más alta puede fallar más rápidamente si su tenacidad, resistencia al calor o mecanismo de desgaste no se ajustan a la aplicación.

Aobo Steel suministra acero para herramientas S7 en estado recocido para su posterior mecanizado y tratamiento térmico. Para barras redondas, barras planas o placas S7 utilizadas en punzones, matrices, herramientas de impacto, herramientas de conformado o componentes sometidos a cargas de choque, contacte con [email protected] Con las dimensiones, cantidades, tolerancias, puerto de destino y requisitos de inspección que necesite, Aobo Steel puede ayudarle a determinar si el acero S7 es adecuado para su aplicación o si las variantes A2, D2, O1 o H13 son una mejor opción.

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