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¿Qué es el acero para herramientas H13? Es un acero para herramientas templado al aire y uno de los más utilizados entre todos los aceros para herramientas. En comparación con el acero para herramientas H11, este acero ofrece mayor resistencia térmica y dureza. Además, como puede endurecerse al aire, presenta una baja deformación de enfriamiento y tensión residual y una tendencia mínima a la oxidación superficial. Además, puede producir un endurecimiento secundario, presenta una excelente estabilidad térmica y resiste eficazmente la erosión del líquido fundido de aleación de aluminio.
Los fabricantes utilizan ampliamente este acero para producir matrices y mandriles de extrusión en caliente, matrices de forja para martillos de caída y matrices de prensas de forja. Además, suele utilizarse para insertos en máquinas de forja de precisión y moldes de fundición a presión para aluminio, cobre y sus aleaciones. Esta versatilidad lo convierte en la opción preferida para aplicaciones industriales exigentes.
La designación en el sistema estadounidense ASTM A681 es H13, y el nombre en el sistema estadounidense AISI es acero AISI H13. Del mismo modo, otras normas nacionales utilizan designaciones comparables, como ISO 40CrMoV5, Japón/JIS SKD61, EE.UU./UNS T20813, Alemania/DIN X40CrMoV5-1, Alemania/W-Nr. 1.2344 y República Checa (CSN) 19554. Por coherencia, utilizaremos el acero H13 como sustituto en el siguiente artículo. A continuación, trataremos en detalle las propiedades del acero para herramientas H13.
Acero para herramientas H13 Aplicaciones
1. Matrices de fundición a presión:
El acero para matrices H13 presenta una excelente resistencia al calor y tenacidad, lo que lo hace ideal para matrices de fundición a presión. En concreto, durante el proceso de fundición a presión, los trabajadores inyectan metal fundido a alta presión y temperatura, por lo que necesitan materiales capaces de soportar condiciones extremas.
2. Matrices de forja:
El H13 soporta eficazmente los impactos y las tensiones mecánicas, por lo que es adecuado para matrices de forja que moldean metales a altas temperaturas. Además, su durabilidad y resistencia a la fatiga térmica garantizan un rendimiento fiable en aplicaciones industriales exigentes.
3. Matrices de extrusión:
El H13 es fuerte y resistente al desgaste. Esto lo hace útil para matrices de extrusión. Estas matrices dan forma a materiales sometidos a alta presión.
4. Matrices de moldeo de plástico:
Los fabricantes suelen utilizar el acero para herramientas H13 para fabricar moldes para inyección de plástico porque necesitan su resistencia al calor y al desgaste.
5. Cuchillas de corte en caliente:
Su capacidad para mantenerse afilado a altas temperaturas lo convierte en un material excelente para las cuchillas de cizalla en caliente utilizadas en los procesos de corte de metales.
6. Materiales del molde de aleación de aluminio para la construcción:
Las industrias chinas utilizan ampliamente el H13 como material de molde para materiales de construcción de aleación de aluminio, por lo que la gente lo llama acero de molde H13.
Acero H13: Excelencia a altas temperaturas
El acero H13 ofrece una fuerza superior, resistencia a la fatiga térmica y dureza por encima de 500 °C, ideal para moldes de fundición a presión, matrices de trabajo en caliente y accesorios de alta temperatura. De confianza en la fundición a presión, la forja y la extrusión de aleaciones de aluminio y magnesio, es su elección para obtener el máximo rendimiento.
Propiedades del acero para herramientas H13
El acero para moldes H13 es un acero para herramientas de trabajo en caliente muy utilizado en todo el mundo. Es famoso por su resistencia y tenacidad, su alta templabilidad y su resistencia al agrietamiento térmico. Este acero presenta niveles más altos de carbono y vanadio, lo que se traduce en una buena resistencia al desgaste pero una tenacidad relativamente menor. Ofrece una buena resistencia al calor, manteniendo la resistencia y la dureza, una alta resistencia al desgaste y tenacidad a temperaturas elevadas. Además, presenta excelentes propiedades mecánicas generales y una elevada resistencia al revenido.
Composición del acero para herramientas H13
| Carbono (C) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Vanadio (V) | Silicio (Si) | Hierro (Fe) | Níquel (Ni) | Cobre (Cu) | Manganeso (Mn) |
| 0.32 – 0.45 | 4.75 – 5.50 | 1.10 – 1.75 | 0.80 – 1.20 | 0.80 – 1.20 | ≥ 90.9 | ≤ 0.3 | ≤ 0.25 | Cantidades menores |
Propiedades físicas del material H13
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,75 - 7,80 g/cm3 |
| Resistencia a la tracción, última | 1200 - 2050 MPa (174000 - 231000 psi) |
| Resistencia a la tracción, límite elástico | 1000 - 1380 MPa (145000 - 200000 psi) |
| Dureza | 45-52 HRC (dureza Rockwell C) |
| Resistencia al impacto | 20-40 J/cm2 |
| Resistencia a la compresión | 2550 MPa |
- Precalentamiento: De 550 a 600°C, manteniéndolo durante cierto tiempo.
- Segundo precalentamiento: 800 ~ 850 ℃, tiempo de mantenimiento.
- austenitización: 1020 ~ 1050 ℃, tiempo de mantenimiento 2 ~ 5 minutos.
- Endurecimiento: Enfriado con aceite a 150-180°C.
- Primer revenido: 560-600°C, mantener 2-3 horas.
- Enfriar a temperatura ambiente.
- Segunda atemperación: unos 20°C menos que la primera, mantener de 2 a 3 horas.
- Enfriamiento final por aire a temperatura ambiente.
H13 dureza del material en HRC
- Tras el temple, el acero H13 suele tener una dureza de entre 56 y 64 HRC.
- Tras el revenido convencional (revenido dos veces a 560 a 580°C), la dureza suele situarse entre 47 y 49 HRC.
- La dureza final del acero H13 puede ajustarse dentro de un cierto rango ajustando las temperaturas de temple y revenido y utilizando diferentes procesos de tratamiento térmico (por ejemplo, revenido múltiple, enfriamiento profundo, tratamiento superficial, etc.) para satisfacer diferentes requisitos de uso.
Maquinabilidad del acero para herramientas H13
El rendimiento de corte del acero para herramientas H13 es de nivel medio, dificultad de corte que el acero dulce y el acero de baja aleación, pero mejor que la alta dureza del acero para matrices de trabajo en frío y el acero de alta velocidad.El rendimiento de corte del acero H13 se ve afectado por una variedad de factores, como su dureza, el estado del tratamiento térmico y la microestructura. El recocido antes del tratamiento térmico final puede mejorar su rendimiento de corte. Se recomienda utilizar herramientas de metal duro, velocidades de corte más bajas y avances más altos, y una lubricación de refrigeración adecuada.
Soldabilidad del acero H13
La soldadura del acero para herramientas H13 es una tarea difícil. El acero H13 se considera un material moderadamente soldable, y su alto contenido en carbono lo hace susceptible a la organización del endurecimiento durante el proceso de soldadura, lo que aumenta el riesgo de agrietamiento. Los elementos de aleación como el cromo, el molibdeno y el vanadio, si bien aumentan la resistencia en caliente y al desgaste del acero, también pueden afectar a su soldabilidad, por ejemplo aumentando la templabilidad, lo que hace que la soldadura y la zona afectada por el calor sean más susceptibles a la formación de tejidos duros y quebradizos, como la martensita, durante el proceso de enfriamiento.
Desde la forja hasta la extrusión, el acero H13 ofrece una resistencia y versatilidad inigualables. Descubra la diferencia hoy mismo.
Equivalentes del acero H13: DIN 1.2344 y JIS SKD61
En los sistemas normalizados alemán y japonés, DIN 1.2344 y SKD61 son aceros que pueden sustituir al H13. Comparten composiciones y propiedades similares, y son aceros para matrices de trabajo en caliente templados al aire reconocidos internacionalmente. Estos aceros presentan una excelente resistencia a altas temperaturas, tenacidad y resistencia a la fatiga térmica, lo que les permite soportar rápidos cambios de temperatura. Son adecuados para un funcionamiento prolongado en condiciones de alta temperatura, manteniendo al mismo tiempo una maquinabilidad y un rendimiento de pulido superiores.
Introducción al acero DIN 1.2344
Composición química
| Carbono (C) | Silicio (Si) | Manganeso (Mn) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Vanadio (V) | Fósforo (P) | Azufre (S) |
| 0.35 – 0.42 | 0.8 – 1.2 | 0.25 – 0.5 | 4.8 – 5.5 | 1.2 – 1.5 | 0.85 – 1.15 | ≤0.030 | ≤0.030 |
1.2344 propiedades del material
Maquinabilidad: El acero para herramientas 1.2344, que tiene una maquinabilidad moderada, se mecaniza mejor en su estado recocido. Utilice fluidos de corte y herramientas adecuados para reducir el desgaste de la herramienta.
Soldabilidad: La soldadura del acero 1.2344 presenta algunas dificultades. Para evitar el agrietamiento, los soldadores deben precalentar cuidadosamente el material y realizar un tratamiento térmico posterior a la soldadura. Mantener la integridad de la soldadura requiere técnicas de soldadura especializadas.
Introducción al acero JIS SKD61
Composición química
| Carbono (C) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Vanadio (V) | Manganeso (Mn) | Silicio (Si) | Fósforo (P) | Azufre (S) |
| 0.32 – 0.42 | 4.50 – 5.50 | 1.00 – 1.50 | 0.80 – 1.20 | 0.20 – 0.50 | 0.80 – 1.20 | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 |
Propiedades físicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,8 g/cm³ |
| Conductividad térmica | 28 W/m-K a 100°C |
| Módulo elástico | 210 GPa |
| Capacidad calorífica específica | 460 J/kg-K |
| Dureza (después del tratamiento térmico) | 50 - 55 HRC |
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