Dureza del acero O1: rango HRC recocido, templado y revenido

El acero para herramientas O1 generalmente se suministra en condición recocida, con una dureza que típicamente no supera aproximadamente 217 HBW. Después del temple en aceite, el O1 puede alcanzar aproximadamente 64–65 HRC en condición de templado. Para uso práctico, el acero O1 se templa y se reviene. Su dureza típica es de aproximadamente 58–60 HRC, con un rango práctico más amplio de 56–62 HRC.

O1 tool steel bar stock

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Datos rápidos de dureza del acero O1

CondiciónDureza típicaSignificado práctico
estado recocido≤ 217 HBWCondición de suministro para mecanizado antes del temple
Templado después del temple en aceiteaproximadamente 64–65 HRCDureza máxima antes del revenido, no apta para uso directo
Dureza de trabajo común después del revenido58–60 HRCRango estándar para muchas herramientas de trabajo en frío O1
Rango templado práctico56–62 HRCSeleccionado según desgaste, impacto, tamaño de sección y diseño de la herramienta
Rango de herramientas de mayor dureza60–62 HRCSe utiliza donde la retención del filo y la resistencia al desgaste son más importantes
Rango de herramientas de menor dureza56–58 HRCSe utiliza donde la tenacidad y la resistencia al agrietamiento son más importantes

Dureza del acero O1 por aplicación

SolicitudDureza recomendadaRazón de ingeniería
Troqueles de troquelado y punzones58–60 HRCBuena retención del filo con menor riesgo de desportillado
Punzones de recorte58–60 HRCRendimiento de corte estable en uso general de trabajo en frío
Contrapunzones y expulsores60–62 HRCMayor dureza para presión superficial y desgaste
Matrices de doblado58–60 HRCDureza equilibrada para presión de conformado y tenacidad
troqueles de dibujo58–62 HRCSeleccionado según desgaste por deslizamiento y soporte de la herramienta
Punzones de extrusión en frío hacia adelante60–62 HRCMayor dureza para carga de compresión y resistencia al desgaste
Vástagos de punzón y mandriles56–58 HRCLa menor dureza mejora la tenacidad bajo carga
Cuchillas de corte para encabezado en frío60–64 HRCLa mayor dureza mejora la retención del filo de corte cuando el impacto está controlado
Matrices de estampado en relieve58–61 HRCEquilibra la definición superficial, la resistencia al desgaste y la resistencia al agrietamiento
Matrices de acuñado58–60 HRCEquilibrio práctico entre dureza y resistencia a la fractura
Rodillos en frío pequeños60–62 HRCAdecuado donde la sección puede templarse eficazmente en aceite
Calibradores de precisión y herramientas de medición58–62 HRCAlta dureza con buen control dimensional
Componentes deslizantes, bujes, levas50–58 HRCDepende de los requisitos de carga, desgaste y tenacidad
Placas de presión que requieren una resistencia de aproximadamente 1700 MPa58–61 HRCAlta resistencia y resistencia superficial
Placas de presión que requieren una resistencia de aproximadamente 1400 MPa50–54 HRCMenor dureza para una mejor absorción de carga
Placas de presión que requieren una resistencia de aproximadamente 1100 MPa40–44 HRCSe utiliza donde la tenacidad es más importante que la dureza de corte

Para aplicaciones inciertas de trabajo en frío, 58–60 HRC suele ser el punto de partida más práctico. La dureza superior a 62 HRC debe usarse con precaución, ya que el O1 se vuelve más propenso al desportillado y al agrietamiento.

Tabla de dureza del revenido del acero O1

Después del temple en aceite, el O1 debe revenirse para reducir la tensión interna y ajustar la dureza final. El O1 no tiene el mismo comportamiento de endurecimiento secundario que el D2. A medida que aumenta la temperatura de revenido, el O1 generalmente se ablanda.

Temperatura de revenidoDureza aproximada
Recién templado64–65 HRC
300 °F / 150 °Caproximadamente 63 HRC
350°F / 177°C62–63 HRC
400°F / 204°Caproximadamente 62 HRC
500 °F / 260 °Caproximadamente 60 HRC
600°F / 316°Caproximadamente 57 HRC
700°F / 371°Caproximadamente 53 HRC
800°F / 427°Caproximadamente 50 HRC
900°F / 482°Caproximadamente 47 HRC
Estos valores son referencias típicas. La dureza real puede variar con la temperatura de austenización, el tiempo de permanencia, la velocidad de temple en aceite, el tamaño de sección, el tiempo de revenido y la posición de ensayo.

Para la mayoría de las herramientas O1, el rango de revenido común es de aproximadamente 150–260 °C (300–500 °F). Este rango mantiene el O1 en una condición útil de alta dureza para herramientas de trabajo en frío. Temperaturas de revenido más altas mejoran la tenacidad pero reducen la dureza y la resistencia al desgaste. Para información detallada, consulte cómo tratar térmicamente el acero para herramientas O1.

Dureza recocida del acero O1 y comportamiento de mecanizado

El acero O1 normalmente se suministra en condición recocida, con una dureza que típicamente no supera aproximadamente 217 HBW. Esta condición se utiliza para mecanizado, taladrado, fresado, torneado y preparación de rectificado antes del endurecimiento.

En comparación con D2, el O1 es más fácil de mecanizar porque tiene una menor fracción volumétrica de carburo de aleación. Esta es una razón por la que el O1 se usa ampliamente para herramientas de propósito general, calibradores, dispositivos, punzones y matrices más pequeñas.

El mecanizado principal debe completarse antes del endurecimiento. Después de que el O1 se endurece, el mecanizado convencional se vuelve difícil, y el acabado generalmente se limita a rectificado, pulido, EDM u otras operaciones posteriores al endurecimiento.

Riesgos de falla relacionados con la dureza del acero O1

La falla del O1 a menudo se relaciona con dureza excesiva, control deficiente del tratamiento térmico, concentraciones de tensiones o daño superficial después del endurecimiento.

Riesgo de fallaCausa comúnResultado práctico
Desconchado de bordesDureza demasiado alta, carga de impacto, soporte deficienteEl filo de corte se rompe antes del desgaste normal
agrietamiento por templeEsquinas agudas, espesor de sección desigual, revenido retrasadoLa herramienta se agrieta antes o poco después del servicio
Fractura frágilAlta dureza combinada con choque o tensión de flexiónFalla repentina de la herramienta
Cambio dimensionalEstructura inestable o control deficiente del tratamiento térmicoEl tamaño de la herramienta cambia después del endurecimiento o durante el uso
Grietas de moliendaSobrecalentamiento durante el rectificado en O1 endurecidoLas microfisuras crecen bajo carga de trabajo
Puntos blandosEndurecimiento desigual o calor excesivo de revenidoDesgaste o deformación local

Para reducir estos riesgos, las herramientas de O1 deben tener transiciones suaves, radios adecuados, tratamiento térmico controlado, revenido inmediato después del temple y rectificado cuidadoso después del endurecimiento.

Comparación de dureza O1 vs A2 vs D2

O1, A2 y D2 pueden trabajar en rangos de HRC similares, pero no se comportan de la misma manera. La dureza por sí sola no puede explicar la vida útil de la herramienta. Sus diferencias provienen de la templabilidad, el volumen de carburo, la resistencia al desgaste, la tenacidad y la maquinabilidad.

Grado de aceroDureza de trabajo habitualTipo de templeResistencia al desgasteToughnessMaquinabilidad
O158–60 HRCtemple en aceiteBienBueno para uso general de trabajo en fríoBien
A257–60 HRCEndurecimiento al aireMayor que O1Mejor equilibrio que D2Moderado
D258–60 HRCEndurecimiento al aireMuy altoMás bajoPobre

El O1 generalmente se selecciona cuando la maquinabilidad, el tratamiento térmico simple y el rendimiento general de trabajo en frío son importantes. Es adecuado para herramientas pequeñas y medianas donde el temple en aceite puede proporcionar suficiente dureza.

El A2 es mejor cuando se necesita estabilidad dimensional, mayor templabilidad y mejor resistencia al desportillado. El D2 es mejor cuando la resistencia al desgaste abrasivo es el requisito principal, pero es más difícil de mecanizar y menos tolerante bajo impacto.

La selección no debe basarse solo en HRC. O1, A2 y D2 pueden usarse todos alrededor de 58–60 HRC, pero su rendimiento diferirá bajo condiciones de desgaste, impacto, deslizamiento y agrietamiento.

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