Acero para herramientas forjado vs. laminado: diferencias, tamaños y cuándo usar cada uno.
Tanto el forjado como el laminado dan forma al acero mediante deformación plástica a alta temperatura, pero dejan estructuras internas diferentes y sirven para distintos rangos de tamaño. Para los compradores de acero para herramientas, la decisión depende principalmente del tamaño que se necesita y de la solidez interna que exige la aplicación. El costo también influye, aunque depende de la forma y del proveedor, y no siempre favorece al laminado. La barra laminada es la forma habitual para tamaños redondos pequeños. El material forjado es el que se utiliza para secciones transversales más grandes, para herramientas críticas de fundición a presión y extrusión, y donde la solidez interna es fundamental. El acero para herramientas con alto contenido de carbono y alta aleación requiere una alta relación de reducción para trabajar correctamente el centro, por lo que el cambio se produce pronto. Las barras redondas de más de 70 mm aproximadamente suelen ser forjadas en lugar de laminadas.
Cómo funciona el proceso de enrollado
El laminado consiste en hacer pasar acero calentado a través de rodillos giratorios que reducen la sección transversal hasta el tamaño deseado. Es un proceso continuo y de alto rendimiento diseñado para tamaños estándar, razón por la cual la barra laminada cuesta menos por kilogramo. Las desventajas son direccionales. El grano se alarga en la dirección de laminado, por lo que las propiedades transversales pueden ser inferiores a las longitudinales, y las secciones grandes pueden presentar porosidad o segregación en el eje central. La capacidad del laminador y la relación de reducción también limitan el tamaño útil. Para el acero para herramientas, la barra redonda laminada se limita a diámetros pequeños, ya que las secciones más grandes no recibirían suficiente trabajo para consolidar el centro. El acero para herramientas laminado abarca barras estándar pequeñas para grados de trabajo en frío y trabajos de ingeniería general.
Cómo funciona la forja
La forja en matriz abierta comprime el acero calentado bajo una prensa o martillo, y su principal ventaja reside en su solidez interna. El trabajo de compresión elimina la porosidad y consolida la estructura del lingote fundido hacia el centro, algo que las secciones laminadas de gran tamaño a menudo no logran. Con una relación de reducción suficientemente alta, es decir, hasta qué punto se reduce la sección transversal con respecto al lingote, la forja también rompe la segregación y las bandas de carburo de manera más completa. Una barra ferrosa simple estirada aún conserva el flujo direccional del grano, por lo que la forja no necesariamente es uniforme en todas las direcciones. Las ventajas son una mayor solidez y, con altas reducciones, una estructura más limpia y homogénea. La forja también permite alcanzar tamaños que la laminación no puede, con barras redondas forjadas disponibles en diámetros superiores a 1000 mm. A menudo se asume que la forja cuesta más por kilogramo, pero en la práctica, el precio depende del grado, la forma y la capacidad del proveedor. En las zonas donde abunda la capacidad de forja en matriz abierta, como ocurre en toda China, las barras de acero para herramientas forjadas tienen precios competitivos y constituyen la forma de suministro habitual para cualquier pieza de diámetro superior a pequeño, no solo para grandes bloques y matrices críticas.
Principales diferencias de un vistazo
| Aspecto | Arrollado | Falsificado |
| Método de producción | Laminado continuo a través de rodillos | Deformación por presión o martillo |
| Rango de tamaños (barra redonda) | Diámetros pequeños; por encima de ~70 mm, generalmente forjados. | Barras y bloques más grandes, de más de 1000 mm. |
| Solidez interna | Bueno; posibles defectos en la línea central en tamaños grandes. | Excelente; el trabajo de compresión llega al centro. |
| Segregación y agrupamiento | Reducido por reducción progresiva | Se reduce aún más a una relación de forjado alta. |
| Direccionalidad | Presente, a lo largo de la dirección de rodadura | Presente; las propiedades transversales mejoran con la relación de reducción y el forjado cruzado. |
| Superficie | Tal como se entrega, consistente | Tal como se forja, puede ser más tosco. |
| Coste | Premium cuando se vende pelado o de precisión | Competitivo donde la capacidad de forja es fuerte |
| Volumen de producción | Alta | Más bajo |
| Plazo de entrega | Más corto para tamaños estándar | Más largos, especialmente para tamaños grandes personalizados. |
Flujo de grano y qué impulsa la calidad
Tanto el acero laminado como el forjado presentan un flujo de grano direccional en la dirección de trabajo, y en ambos casos, la tenacidad y ductilidad transversales pueden ser muy inferiores a los valores longitudinales, a menudo entre un 10 y un 30 por ciento para el impacto y la elongación. La dureza y la resistencia a la tracción difieren mucho menos. El forjado no elimina esta direccionalidad por sí solo. El forjado realiza dos funciones más importantes para el acero de herramientas: trabaja toda la sección transversal, incluyendo el centro de grandes secciones que el laminado puede dejar subtrabajadas, y, con una relación de reducción suficientemente alta, rompe la segregación y las bandas de carburo heredadas del lingote fundido. Para matrices exigentes, un centro sólido y una distribución uniforme de carburo son más importantes que cualquier otra característica. Estas se logran mediante una reducción suficiente y una práctica de forjado adecuada, no simplemente por elegir forjado en lugar de laminado.
¿Cuándo elegir acero para herramientas forjado?
El material forjado es la opción correcta en cuatro situaciones.
Las secciones transversales grandes son prioritarias. Cuando un troquel o molde requiere un tamaño que las laminadoras no pueden producir, la forja es la única opción. Un bloque de troquel H13 de 500 mm x 800 mm no se puede laminar; debe forjarse.
La calidad interna crítica ocupa el segundo lugar. Los moldes de fundición a alta presión se someten a ciclos con cargas térmicas elevadas y no toleran defectos internos. El proceso de forjado, mediante compresión, elimina la porosidad y refina la estructura del lingote, que es precisamente lo que requieren estas aplicaciones.
La vida útil premium ocupa el tercer lugar. Cuando una falla inesperada del chip provoca costosos tiempos de inactividad de la producción, cualquier diferencia de precio se compensa con un menor riesgo de falla y una vida útil más prolongada.
Las matrices H13 de gran tamaño son la cuarta opción y la más común en la práctica. Las matrices H13 de gran tamaño para fundición y extrusión de aluminio casi siempre son forjadas, debido a las exigencias de tamaño y calidad. Este es un componente fundamental del suministro de Aobo Steel.
Cuando el acero para herramientas laminado es suficiente
El material laminado es la opción correcta cuando las dimensiones se mantienen dentro de la capacidad de la laminadora, cuando la aplicación evita cargas térmicas o mecánicas extremas, o cuando el mecanizado pesado eliminará la mayor parte de la superficie de todos modos. Para secciones pequeñas dentro del rango de laminación, la laminación produce una calidad totalmente adecuada. Muchos trabajos de trabajo en frío en D2, A2y O1 Funciona sin problemas sobre material laminado.
Acero H13 forjado frente a acero laminado: un análisis más detallado.
En el caso de H13, la elección es crucial, ya que abarca tanto matrices estándar pequeñas como herramientas de fundición a presión y extrusión de gran tamaño.
El acero laminado H13 viene en tamaños estándar pequeños y es adecuado para herramientas pequeñas.
El acero forjado H13 cubre piezas redondas y bloques grandes de más de 1000 mm, con la solidez interna y el control de segregación que exigen los grandes moldes. Para la fundición de aluminio a presión de alto volumen, los compradores a menudo especifican en contra de la norma NADCA #207 (revisión de 2018), el estándar aceptado por la industria que clasifica el acero para moldes H13 por microlimpieza, bandas de carburo y una microestructura recocida en lugar de solo por el método de forjado. Sus grados Premium y Superior requieren límites de bandas estrictos, que se logran mediante una alta relación de reducción y ESR (refundición por electroescoria). Para los troqueles más grandes y críticos, la combinación de ESR con forjado ofrece la máxima calidad disponible.
Para la selección de grado y tamaño en un proyecto H13 específico, consulte nuestra Guía de acero para herramientas H13.
Verificación de calidad
Ya sea forjado o laminado, un suministro fiable debe ir acompañado de documentación. Esto incluye un certificado de prueba de fábrica que abarque la composición química, la prueba de dureza en estado recocido, la inspección dimensional y superficial y, si se solicita, pruebas ultrasónicas para comprobar su integridad interna. Para matrices críticas, también conviene solicitar la relación de reducción y, cuando corresponda, la clasificación de microlimpieza o bandeado, ya que estos parámetros describen el grado de procesamiento de la estructura fundida. La ESR, combinada con el forjado, ofrece la máxima calidad disponible.
Suministro de productos forjados y laminados de Aobo Steel.
Aobo Steel suministra acero para herramientas forjado y laminado en grados comunes para trabajo en frío y en caliente, incluyendo D2, H13, A2, O1, 440C y P20, en barras redondas, barras planas, placas y bloques forjados. Gracias a nuestra sólida base en forja, nuestras barras forjadas tienen precios competitivos, lo que permite a los compradores obtener la solidez interna de un acero forjado sin el sobreprecio que suele asociarse a este material. Indíquenos el grado, el tamaño y la cantidad que necesita, y le confirmaremos la disponibilidad y el plazo de entrega.