El acero para herramientas P20 es un tipo de acero para herramientas ampliamente utilizado, conocido principalmente como acero para moldes de bajo contenido de carbono. Se clasifica como un acero para moldes de plástico diseñado para cavidades mecanizadas. La designación AISI (Instituto Americano del Hierro y el Acero) para el P20 es UNS T51620. El P20 se utiliza con mayor frecuencia para matrices y moldes de plástico. También se puede aplicar a matrices de fundición de zinc y bloques de sujeción. Una característica clave del acero para herramientas P20 es que generalmente se compra y se suministra en estado pretemplado. El material P20 es equivalente a las normas chinas GB 3Cr2Mo, alemanas DIN 1.2311, suecas ASSAB 618 e ISO 35CrMo2.

1. Aplicación

• Moldes y troqueles de plástico.
• Matrices de fundición a presión (para aleaciones de bajo punto de fusión)
• Extrusión en caliente (específicamente para aluminio y magnesio)

2. Composición química

3. Propiedades del acero P20¹

• Dureza pre-endurecida:32HRC.
• Dureza del alambre de relleno P20: 40 HRC.
• Fuerza de fluencia: 950 MPa después del preendurecimiento.
• Módulo elástico: 210 GPa (30 × 10^6 psi) a temperatura ambiente. Esta presión disminuye a aproximadamente 185 GPa (27 × 10^6 psi) a 260 °C (500 °F) y a aproximadamente 150 GPa (22 × 10^6 psi) a 540 °C (1000 °F).
• Coeficiente de Poisson: 0.287.
• Maquinabilidad:  Buena maquinabilidad. Se mecaniza fácilmente en su estado pretemplado. La maquinabilidad puede mejorarse aún más añadiendo azufre al grado P20. El mecanizado previo al tratamiento térmico final del acero para herramientas P20 resulta en una mejor maquinabilidad.
• PulibilidadExcelente capacidad de pulido. Una mayor dureza (p. ej., 40 HRC) puede mejorar la calidad del pulido.
• Estabilidad dimensionalBuena estabilidad dimensional. Presenta menos cambios dimensionales durante el endurecimiento en comparación con los aceros de temple al agua.
• DurezaTenacidad media-alta. El material P20 cementado ofrece buena tenacidad. Si se requiere una tenacidad superior a la P20 (p. ej., para matrices grandes sujetas a impactos fuertes), recomendamos los aceros para moldes P4 y P6.
• Resistencia al desgaste:Tiene un nivel bajo a medio tener puesto Resistencia en su estado general. La resistencia al desgaste se mejora mediante la carburación.
• Soldabilidad: Soldabilidad media. 
• Otro procesamiento: El material P20 también es adecuado para fotograbado (texturizado) y mecanizado por descarga eléctrica (EDM).

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4. Tratamiento térmico

El acero P20 se suministra comúnmente en estado preendurecido, con una dureza de 28-40 HRCPuede mecanizarse directamente en cavidades de molde complejas y utilizarse sin necesidad de tratamiento térmico adicional a alta temperatura. El preendurecimiento ayuda a evitar la deformación y los cambios dimensionales que pueden producirse durante el tratamiento térmico posterior.

Aunque el material P20 siempre se utiliza directamente en un estado preendurecido, sus propiedades de superficie se pueden mejorar mediante un tratamiento térmico adicional (en particular, carburación) para cumplir con los requisitos de aplicaciones específicas, como el moldeo de plástico.

4.1 Carburación

Para aplicaciones de moldeo de plástico, el material P20 se carburiza frecuentemente y luego se endurece tras el mecanizado de la impresión del molde. La dureza superficial de los moldes de P20 carburizados, tras el temple, puede alcanzar hasta 65 HRC, mientras que la dureza del núcleo suele rondar los 45 HRC. La profundidad de la capa endurecida se puede controlar, variando generalmente entre 0,030 pulgadas para moldes pequeños y 0,065 pulgadas para moldes grandes. Cabe recordar que la resistencia del material P20 carburizado al ablandamiento durante el revenido es relativamente baja, similar a la del acero al carbono común.

La temperatura de carburación debe NO superar 870 °C (1600 °F)Superar esta temperatura afectará negativamente el rendimiento del pulido. Por ejemplo, la carburación a 845 °C (1550 °F) resultó en una dureza superficial de 65,6 HRC y una profundidad de enchapado de 0,36 mm, mientras que a 900 °C (1650 °F), la dureza superficial fue ligeramente inferior, de 62,5 HRC y una profundidad de enchapado de 0,41 mm.

El acero P20 carburizado tiene una buena combinación de resistencia al desgaste, tenacidad y capacidad de pulido.

4.2 Precalentamiento

Recomendamos encarecidamente precalentar el acero para herramientas P20 a una temperatura de 1200 °F (650 °C).

El propósito del precalentamiento es preacondicionar las moléculas dentro de la pieza para su transformación y aliviar las tensiones causadas por el mecanizado. También ayuda a equilibrar el calor dentro de la pieza, permitiendo que las tensiones se disipen antes de que el metal se ablande demasiado a temperaturas más altas.

4.3 Endurecimiento (Austenitización)

La temperatura de endurecimiento es 1525°F (830°C). El tiempo de remojo es 45–60 minutos por pulgada de espesorPara piezas de menos de 2,5 cm de espesor, recomendamos un tiempo mínimo de remojo de 45 a 60 minutos. [Para obtener información sobre la austenita, consulte la explicación sobre la austenita en Wikipedia].

4.4 Enfriamiento

El acero P20 se templa en aceite. El temple en aceite a una temperatura relativamente baja produce un menor cambio dimensional en comparación con los aceros de temple al agua. Tras el temple, las piezas deben enfriarse a un mínimo de 150 °F (66 °C) si se endurece al aire, o 150-200 °F (66-93 °C) si se enfría en líquido y luego se revene inmediatamente.

4.5 Templado 

El acero para herramientas P20 suele requerir un doble revenido. La temperatura de revenido estándar es 400 °F (205 °C).

Para un acero P20 que ha sido enfriado con aceite desde 845 °C (1550 °F) y templado para 2 horas a 205°C (400°F), la dureza resultante es 36-38 HRCCon una resistencia a la tracción de 1310 MPa, un límite elástico de 1172 MPa, una elongación de 13% y una reducción de área de 51%. Si la microestructura después del temple es bainítica, la dureza después del revenido puede ser 4 HRC inferior a la de los diagramas de revenido estándar.

4.6 Forja²

El P20 debe precalentarse lentamente a 815 °C (1500 °F)La temperatura de forja es 1065 a 1230°C (1950 a 2250°F). Para secciones más grandes o cuando se planean reducciones fuertes y rápidas, se recomienda utilizar el extremo superior de este rango de temperatura. Para secciones más pequeñas o reducciones más ligeras, el extremo inferior del rango es más adecuado. NO forja P20 abajo 815 °C (1500 °F). 

Después de la forja, el acero se enfría lentamente enfriándolo dentro del horno o enterrándolo en medios aislantes del calor como cal, mica o tierra de diatomeas.

5. Ficha técnica del acero P20

Condiciones experimentales: Carbono: 0,30% Manganeso: 0,75% Silicio: 0,50% Cromo: 1,65% Molibdeno: 0,40%

Referencia de dureza después del temple y revenido

Referencia de dureza después de la carburación y el revenido

6. Suministro de formas y dimensiones

El acero para herramientas P20 que suministramos está disponible en diversas formas, incluyendo barras redondas, chapas, losas, barras planas, barras cuadradas y bloques. Las dimensiones de las barras planas varían de: ancho 20–600 mm × espesor 20–400 mm × longitud 1000–5500 mm. Las dimensiones de las barras redondas varían de 20–400 mm de diámetro × longitud 1000–5500 mm. Las dimensiones de los bloques se obtienen cortando la barra plana.

Pruebas UT: septiembre de 1921-84 D/d, E/e. 

Tratamiento de superficie: acabados superficiales originales negros, pelados, mecanizados/torneados, pulidos, rectificados o fresados.

Estado del inventario: No mantenemos stock. Organizamos la producción según los pedidos de los clientes.

Tiempo de entrega: Los materiales para horno de arco eléctrico (EAF) son de 30 a 45 días.