Tabla de composición de aceros para herramientas P/M, grados de alta velocidad, trabajo en frío y trabajo en caliente
Los aceros para herramientas de metalurgia de polvos comerciales se venden bajo tres familias de nombres comerciales, CPM, ASP y HAP, y las composiciones a continuación son las que representan esos nombres. El mayor valor de la tabla es que resuelve una pregunta común del lado del comprador. Un grado CPM normalmente lleva el análisis de un grado convencional del mismo tipo AISI, por lo que la diferencia de precio no se compra en la química, se compra en cómo se entrega el carburo. Las tres tablas cubren los grados P/M de alta velocidad, los grados P/M de trabajo en frío y los grados P/M de trabajo en caliente, cada una con el rango de dureza que la fuente indica para ella.
Aceros para herramientas de alta velocidad P/M
Esta es la familia para la que se desarrolló la ruta de polvos. Los aceros de alta velocidad convencionales son los aceros para herramientas más fuertemente aleados que se fabrican, por lo que también son los que peor se segregan en la colada, y la diferencia entre un grado CPM y el grado de lingote del mismo análisis es la diferencia entre un campo de carburos fino y uniforme y uno bandeado. Los códigos de dos letras que siguen al nombre del grado son niveles de azufre, y le importan al taller más que al tratador térmico. HCHS es alto carbono y alto azufre, HS es alto azufre, y el azufre está ahí como inclusiones de sulfuro que rompen la viruta y aumentan la maquinabilidad. El mismo truco se usa en grados convencionales y la ruta P/M entrega las inclusiones de sulfuro a la misma escala fina que los carburos.
Tabla 1a. Composiciones comerciales de aceros para herramientas de alta velocidad P/M, % en peso
| Nombre comercial | AISI | C | Cr | W | Mo | V | Co | S | Otro | Dureza, HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASP 23 | M3 | 1.28 | 4.20 | 6.40 | 5.00 | 3.10 | — | — | — | 65-67 |
| ASP 30 | — | 1.28 | 4.20 | 6.40 | 5.00 | 3.10 | 8.5 | — | — | 66-68 |
| ASP 60 | — | 2.30 | 4.00 | 6.50 | 7.00 | 6.50 | 10.50 | — | — | 67-69 |
| CPM Rex M2HCHS | M2 | 1.00 | 4.15 | 6.40 | 5.00 | 2.00 | — | 0.27 | — | 64-66 |
| CPM Rex M3HCHS | M3 | 1.30 | 4.00 | 6.25 | 5.00 | 3.00 | — | 0.27 | — | 65-67 |
| CPM Rex M4 | M4 | 1.35 | 4.25 | 5.75 | 4.50 | 4.00 | — | 0.06 | — | 64-66 |
| CPM Rex M4HS | M4 | 1.35 | 4.25 | 5.75 | 4.50 | 4.00 | — | 0.22 | — | 64-66 |
| CPM Rex M35HCHS | M35 | 1.00 | 4.15 | 6.00 | 5.00 | 2.00 | 5.0 | 0.27 | — | 65-67 |
| CPM Rex M42 | M42 | 1.10 | 3.75 | 1.50 | 9.50 | 1.15 | 8.0 | — | — | 66-68 |
| CPM Rex 45 | — | 1.30 | 4.00 | 6.25 | 5.00 | 3.00 | 8.25 | 0.03 | — | 66-68 |
| CPM Rex 45HS | — | 1.30 | 4.00 | 6.25 | 5.00 | 3.00 | 8.25 | 0.22 | — | 66-68 |
| CPM Rex 20 | M62 | 1.30 | 3.75 | 6.25 | 10.50 | 2.00 | — | — | — | 66-68 |
| CPM Rex 25 | M61 | 1.80 | 4.00 | 12.50 | 6.50 | 5.00 | — | — | — | 67-69 |
| CPM Rex T15 | T15 | 1.55 | 4.00 | 12.25 | — | 5.00 | 5.0 | 0.06 | — | 65-67 |
| CPM Rex T15HS | T15 | 1.55 | 4.00 | 12.25 | — | 5.00 | 5.0 | 0.22 | — | 65-67 |
| CPM Rex 76 | M48 | 1.50 | 3.75 | 10.0 | 5.25 | 3.10 | 9.00 | 0.06 | — | 67-69 |
| CPM Rex 76HS | M48 | 1.50 | 3.75 | 10.0 | 5.25 | 3.10 | 9.00 | 0.22 | — | 67-69 |
| HAP 10 | — | 1.35 | 5.0 | 3.0 | 6.0 | 3.8 | — | — | — | 64-66 |
| HAP 40 | — | 1.30 | 4.0 | 6.0 | 5.0 | 3.0 | 8.0 | — | — | — |
| HAP 50 | — | 1.50 | 4.0 | 8.0 | 6.0 | 4.0 | 8.0 | — | — | — |
| HAP 60 | — | 2.00 | 4.0 | 10.0 | 4.0 | 7.0 | 12.0 | — | — | — |
| HAP 70 | — | 2.00 | 4.0 | 12.0 | 10.0 | 4.5 | 12.0 | — | — | — |
| KHA 33N | — | 0.95 | 4.0 | 6.0 | 6.0 | 3.5 | — | — | 0.60N | 65-66 |
Fuente, ASM Handbook Vol.1, artículo P/M Tool Steels, Tabla 1. Un guion significa que la fuente no indica ningún valor para esa celda. Los grados ASP 23 y ASP 30 comparten un análisis salvo por el cobalto, que es el motivo del par.
Aceros para herramientas de trabajo en frío P/M
Los grados P/M de trabajo en frío son los que se compran por desgaste más que por dureza en caliente. CPM 9V, CPM 10V y los grados equivalentes de vanadio llevan su vanadio como carburo MC duro, que es la fase que resiste el desgaste abrasivo, y la ruta P/M es lo que hace que tanto vanadio sea viable, porque un acero colado convencionalmente a este nivel de vanadio sería una red de carburos más que un acero para herramientas. CPM 440V es el miembro inoxidable del grupo y es el grado a considerar cuando se desean tanto resistencia a la corrosión como resistencia al desgaste en una sola herramienta. El desgaste y la tenacidad que producen estas composiciones se miden en la página de propiedades de aceros para herramientas P/M, que contiene los datos de desgaste de cilindros cruzados y Charpy para CPM 9V y CPM 10V frente a D2 y M2.
Tabla 1b. Composiciones comerciales de aceros para herramientas de trabajo en frío P/M, % en peso
| Nombre comercial | AISI | C | Cr | W | Mo | V | Co | S | Otro | Dureza, HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CPM 9V | — | 1.78 | 5.25 | — | 1.30 | 9.00 | — | 0.03 | — | 53-55 |
| CPM 10V | A11 | 2.45 | 5.25 | — | 1.30 | 9.75 | — | 0.07 | — | 60-62 |
| CPM 440V | — | 2.15 | 17.50 | — | 0.50 | 5.75 | — | — | — | 57-59 |
| Vanadis 4 | — | 1.50 | 8.00 | — | 1.50 | 4.00 | — | — | — | 59-63 |
Fuente, ASM Handbook Vol.1, artículo P/M Tool Steels, Tabla 1. La columna AISI está vacía para CPM 9V, CPM 440V y Vanadis 4 porque la fuente no imprime ninguna designación para ellos. CPM 10V lleva A11.
Aceros para trabajo en caliente P/M
Solo tres grados para trabajo en caliente aparecen en esta tabla y todos se basan en la misma idea, que es tomar un acero para matrices que normalmente falla por fatiga térmica y darle una población de carburos limpia y uniforme, de modo que la grieta que se inicia en un carburo grueso no tenga una banda por la cual propagarse. CPM H13 lleva el análisis del convencional H13 y es el reemplazo más simple de los tres. CPM H19 agrega tungsteno y cobalto para dureza en caliente en la parte alta del rango de trabajo. CPM H19V eleva el vanadio de 2,10 a 4,00 por ciento para resistencia al desgaste en la misma función de trabajo en caliente, a costa de la maquinabilidad.
Tabla 1c. Composiciones comerciales de aceros para trabajo en caliente P/M, % en peso
| Nombre comercial | AISI | C | Cr | W | Mo | V | Co | S | Otro | Dureza, HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CPM H13 | H13 | 0.40 | 5.00 | — | 1.30 | 1.05 | — | — | — | 42-48 |
| CPM H19 | H19 | 0.40 | 4.25 | 4.25 | 0.40 | 2.10 | 4.25 | — | — | 44-52 |
| CPM H19V | — | 0.80 | 4.25 | 4.25 | 0.40 | 4.00 | 4.25 | — | — | 44-56 |
Fuente, ASM Handbook Vol.1, artículo P/M Tool Steels, Tabla 1. Nota al pie de la tabla de la fuente, (a) HCHS significa alto carbono, alto azufre y HS significa alto azufre. KHA 33N lleva 0,60 por ciento de nitrógeno en la columna Other.
Cómo leer estas tablas frente a un certificado de colada
Una tabla de composición es una ventana de especificación, no un análisis de colada. Dos coladas del mismo grado diferirán en el último decimal y ambas seguirán cumpliendo la especificación, y la cifra de carbono en particular varía en unas pocas centésimas de por ciento de colada a colada. Donde el número importa, el documento útil es el certificado de ensayo de colada para la colada específica, no una tabla como esta. La columna de dureza sigue siendo útil en la otra dirección. Es el rango de dureza que la fuente imprime para el grado, y es contra lo que debe escribirse un plano de herramienta, porque un grado pedido más duro de lo que su rango permite se astillará y uno pedido más blando de lo que el trabajo necesita se desgastará.
Los datos de composición son solo de referencia general. Los valores reales varían según la norma, la fábrica y el número de colada. Confirme la información con el certificado de ensayo de materiales (MTC) o póngase en contacto con Aobo Steel.
Los análisis anteriores son las composiciones publicadas de los grados comerciales. Cuando el mismo análisis está disponible como acero colado en lingote, vale la pena hacer la comparación antes de realizar el pedido, porque para una matriz de trabajo en frío a volumen de producción moderado el grado convencional es la vía más económica hacia la misma herramienta y el sobreprecio del P/M no compra nada que la matriz vaya a usar. Los grados convencionales y sus equivalentes están reunidos en la tabla de propiedades del acero rápido y la composición de aceros rápidos P/M página, y los tipos de carburo que produce cada uno de estos análisis se exponen en la fracciones volumétricas de carburos página.
Fuente: ASM Handbook, Vol 1, Properties and Selection: Irons, Steels and High-Performance Alloys.