Austenización de D2 en baño de sales y hornos de atmósfera
El D2 es un acero para herramientas de trabajo en frío de temple al aire, y un tratador térmico puede austenizarlo en un baño de sales fundidas o en un horno de atmósfera endotérmica. La temperatura de austenización es la misma en ambas rutas. El ciclo alrededor de esa temperatura no lo es, y los procedimientos publicados para dos insertos de troquel de producción muestran cuán distantes están las dos rutas.
Dos rutas de horno para la misma temperatura
El D2 es un acero para herramientas de trabajo en frío de alto carbono y alto cromo, y la austenización es el paso que lleva sus carburos a solución. El baño de sales y el horno de atmósfera endotérmica se usan ambos para los grupos A y D, y ambos mantienen la superficie libre de cascarilla y descarburización. Esa es la razón por la que no se usa un horno abierto simple para estos grados, y es por lo que la elección entre las dos rutas es una decisión del taller y no una decisión del grado.
Los procedimientos a continuación se registraron para un inserto de troquel de doblado y un inserto de troquel de recorte, ambos fabricados con acero D2 y ambos templados desde 1010 °C (1850 °F).
Procedimientos de austenización para insertos de D2
La tabla da el ciclo completo para cada pieza en cada ruta de horno, desde el precalentamiento hasta el paso de enfriamiento.
| Inserto de D2 | Ruta de baño de sales | Ruta de atmósfera endotérmica |
|---|---|---|
| Insertos de troquel de doblado | Precalentar en horno de aire a 650 °C (1200 °F) durante 1,5 h; austenizar a 1010 °C (1850 °F) durante 35 min; enfriar al aire; eliminar la sal | Cargar directamente en el horno a 705 °C (1300 °F) y precalentar durante 1,5 h; austenizar a 1010 °C (1850 °F) durante 2 h; enfriar al aire |
| Insertos de troquel de recorte | Precalentar en horno de aire a 650 °C (1200 °F) durante 4 h, luego en baño de sales a 845 °C (1550 °F) durante 1 h; austenizar a 1010 °C (1850 °F) durante 1 h; enfriar al aire; eliminar la sal | Cargar directamente en el horno a 705 °C (1300 °F) y precalentar durante 4 h; elevar la temperatura del horno y austenizar a 1010 °C (1850 °F) durante 4 h; enfriar al aire |
Procedimientos de austenización para dos insertos de troquel de D2, por ruta de horno. Después de la austenización, los insertos de troquel de doblado se revenieron dos veces y luego se nitruraron, y los insertos de troquel de recorte se revenieron dos veces. Los insertos medían 200 por 305 por 38 mm (8 por 12 por 1,5 in.). Fuente, Tabla 7 de Heat Treating of Tool Steels, en ASM Handbook, Volumen 4, Heat Treating.
Lo que cambian las dos rutas
La temperatura de austenización es idéntica en los cuatro ciclos. El tiempo a temperatura no lo es. En el inserto de troquel de doblado, el baño de sales mantiene la pieza a 1010 °C (1850 °F) durante 35 min, mientras que el horno de atmósfera endotérmica tarda 2 h. En el inserto de troquel de recorte la diferencia es mayor, 1 h frente a 4 h.
El baño de sales transfiere calor más rápido, por lo que la pieza alcanza la temperatura antes. Ese mismo calentamiento más rápido es la razón por la que el inserto de troquel de recorte requiere un segundo precalentamiento en la ruta de baño de sales, a 845 °C (1550 °F) después del precalentamiento en horno de aire a 650 °C (1200 °F). La ruta de horno endotérmico alcanza el mismo resultado con un solo precalentamiento, cargando la pieza directamente en el horno a 705 °C (1300 °F).
El baño de sales también deja sal sobre la pieza, y el ciclo publicado incluye un paso de eliminación de sal después del temple. La ruta de atmósfera no tiene un paso equivalente. En contrapartida, la nota publicada es que la austenización costará más en un horno de atmósfera que en un baño de sales en algunos talleres y menos en otros, por lo que la elección suele hacerse según el tamaño de la pieza, los límites de distorsión y el equipo ya disponible en planta.
Equipo con el que se registraron los procedimientos
| Descripción | Horno de baño de sales | Horno de atmósfera endotérmica |
|---|---|---|
| Tipo de horno | Baño de sales con electrodo sumergido | Horno de tubos radiantes |
| Cámara de trabajo | 380 por 760 por 915 mm (15 por 30 por 36 in.) de profundidad | 610 por 915 por 455 mm (24 por 36 por 18 in.) de altura |
| Carga manual | 1,5 min por pieza | 1,5 min por pieza |
Detalles del horno y de la manipulación registrados con los ciclos anteriores. Fuente, Tabla 7 de Heat Treating of Tool Steels, en ASM Handbook, Volumen 4, Heat Treating.
Después de la austenización
Los procedimientos publicados continúan más allá del temple. Los insertos de troquel de doblado se revenieron dos veces, 2 h a 510 °C (950 °F) y enfriamiento al aire, luego el mismo ciclo de nuevo, y después se nitruraron durante 48 h a 510 °C (950 °F). Los insertos de troquel de recorte se revenieron dos veces a una temperatura mucho más baja, 4 h a 190 °C (375 °F) y enfriamiento al aire, luego el mismo ciclo de nuevo. Las dos piezas se procesaron a diferentes niveles de dureza de trabajo, y las temperaturas de revenido siguen esa diferencia y no la ruta de horno.
El tiempo de permanencia en el horno importa en estos grados. La nota publicada es que los aceros A y D deben mantenerse a su temperatura de austenización el tiempo suficiente para disolver los carburos necesarios para la máxima dureza, y que el temple desde una temperatura de austenización excesivamente alta aumenta la austenita retenida. La austenita retenida puede reducirse después mediante revenidos repetidos o enfriamiento subcero, pero la recomendación es evitar producirla.
Qué significa esto para un pedido
La ruta del horno es elegida por el tratador térmico y no aparece en una orden de compra del acero. El D2 se suministra en condición recocida para que el tratador térmico lo endurezca, y las dos partes de la tabla se separan por tamaño y por servicio de trabajo, no por grado.
Para el acero en sí, la página del acero para herramientas D2 incluye la condición de suministro y las equivalencias, y la página del acero para herramientas DC53 es el grado que mantenemos para talleres que buscan mayor tenacidad con un nivel de desgaste similar.
Dos páginas acompañan a esta. La página de la guía de tratamiento térmico del D2 incluye el ciclo completo y el rango de dureza, y la página de baño de sales y horno cubre el lado del equipo.
Antes de usar estos procedimientos
Esta página es un resumen de referencia de la práctica publicada y no es una especificación de Aobo Steel. Los ciclos son los valores publicados para las dos piezas de D2 descritas en la fuente, y una sección diferente, una geometría de pieza diferente o un horno diferente los modificarán. Los parámetros finales del ciclo los establece el tratador térmico.
Fuente: ASM Handbook, Volume 4, Heat Treating, ASM International, 1991.