Catálogo de aceros para herramientas de trabajo en frío

Los aceros para herramientas de trabajo en frío son una clase de aceros para herramientas que se utilizan en operaciones de mecanizado a temperaturas típicamente inferiores a 200 °C (390 °F), generalmente a temperatura ambiente. Están diseñados para ofrecer alta dureza, resistencia mecánica y resistencia al desgaste, lo cual se logra mediante tratamientos térmicos específicos y la presencia de carburos gruesos en su microestructura.

No existe un único acero "mejor", ya que la elección óptima depende de los requisitos específicos de la aplicación, buscando un equilibrio entre la resistencia al desgaste y la tenacidad. Entre los tipos más comunes se incluyen los aceros con alto contenido de carbono y cromo (serie D), los aceros de temple al aire (serie A), los aceros de temple al aceite (serie O) y los aceros resistentes a los impactos (serie S). Los aceros de alta velocidad (HSS) y los aceros para herramientas de pulvimetalurgia (PM) también ofrecen una excelente resistencia al desgaste para el trabajo en frío.

La principal diferencia radica en sus rangos de temperatura de operación y propiedades optimizadas. Los aceros para herramientas de trabajo en frío se utilizan para aplicaciones por debajo de ~200-260 °C (390-500 °F) y priorizan la alta dureza y la resistencia al desgaste. Los aceros para herramientas de trabajo en caliente se utilizan para aplicaciones por encima de este rango de temperatura (hasta 800 °C o 1472 °F) y se caracterizan por su resistencia en caliente, resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas (dureza roja) y tenacidad, a menudo con una dureza inferior a la de los aceros para trabajo en frío.

El trabajo en frío, también conocido como endurecimiento por deformación o endurecimiento por acritud, es la deformación plástica de un metal a temperaturas inferiores a su temperatura de recristalización, generalmente a temperatura ambiente o cercana a ella. Este proceso causa distorsiones en la estructura interna del metal.

Los principales objetivos del acero para trabajo en frío incluyen aumentar la resistencia, la dureza y la estabilidad dimensional o microestructural, así como mejorar la resistencia al desgaste. También produce un acabado superficial liso y limpio, logra una mayor precisión dimensional y puede mejorar la maquinabilidad al facilitar la rotura de las virutas.

Sí, el trabajo en frío aumenta directamente la dureza del acero. A medida que aumenta la deformación plástica, la estructura interna se distorsiona, lo que dificulta una mayor deformación y aumenta tanto la resistencia como la dureza del metal.

El término "acero en frío" se refiere típicamente al acero sometido a un proceso de "trabajo en frío" (p. ej., laminado o estirado en frío) a temperatura ambiente, lo que aumenta su dureza y resistencia, y proporciona un mejor acabado superficial y control dimensional. El término "acero regular" puede referirse al acero laminado en caliente, procesado a altas temperaturas, lo que generalmente resulta en una superficie más rugosa y menor dureza, pero con mayor ductilidad inicial.

No, el trabajo en frío por sí solo no reduce el tamaño del grano; distorsiona y alarga los granos existentes. El refinamiento del grano (reduciendo su tamaño) ocurre durante un tratamiento térmico posterior llamado recocido, que promueve la recristalización de granos nuevos y más finos tras el trabajo en frío.

El porcentaje de trabajo en frío se calcula generalmente como la reducción porcentual del área transversal o el espesor del material. Por ejemplo, una reducción de espesor de 70% significa que el espesor del material se ha reducido en 70% mediante trabajo en frío.

El trabajo en frío se utiliza ampliamente para mejorar las propiedades mecánicas del acero (como la resistencia y la dureza), lograr dimensiones precisas y acabados superficiales lisos, y mejorar la maquinabilidad. Se aplica en procesos como el laminado en frío de chapas y flejes, el trefilado en frío de barras y alambres, el estampado en frío, el acuñado y la extrusión, especialmente para componentes de automoción, aeroespaciales y de ingeniería general.

El trabajo en frío se realiza a temperaturas inferiores a la temperatura de recristalización del metal, generalmente a temperatura ambiente o cercana a ella. Aunque el proceso en sí puede generar calor debido a la deformación, el material generalmente comienza a temperatura ambiente.

El trabajo en frío mejora propiedades mecánicas como la resistencia, la dureza y el límite elástico, mejora el acabado superficial y la precisión dimensional, y permite una mejor reproducibilidad e intercambiabilidad de las piezas. También minimiza los problemas de contaminación y puede proporcionar propiedades direccionales deseables.

El trabajo en frío consiste en la deformación plástica a temperaturas donde el recocido no se produce rápidamente, lo que produce endurecimiento por deformación, mayor resistencia y menor ductilidad. El recocido es un tratamiento térmico que ablanda los materiales metálicos, alivia las tensiones internas y restaura la ductilidad mediante calentamiento y enfriamiento a una velocidad adecuada, revirtiendo a menudo los efectos del trabajo en frío.

El "trabajo en caliente" y el "trabajo en frío" suelen referirse a la temperatura a la que está diseñado un acero para herramientas. Los aceros para herramientas de trabajo en caliente se utilizan para aplicaciones de alta temperatura (superiores a ~200 °C), que requieren dureza en caliente y resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas. Los aceros para herramientas de trabajo en frío se utilizan para aplicaciones a temperatura ambiente, centrándose en alta dureza, resistencia al desgaste y tenacidad. Por otro lado, el trabajo en caliente y el trabajo en frío también son procesos de conformado de metales que se realizan por encima y por debajo de la temperatura de recristalización, respectivamente.

No, el trabajo en frío reduce la ductilidad del metal y aumenta su dureza y resistencia. Para restaurar la ductilidad y permitir una mayor deformación, suele requerirse un recocido intermedio.

El acero inoxidable trabajado en frío implica deformarlo a temperatura ambiente para aumentar su resistencia y dureza, y en ocasiones inducir la formación de martensita (especialmente en aceros austeníticos), a la vez que disminuye su elongación. Generalmente requiere fuerzas mayores que los aceros al carbono trabajados en frío debido a su mayor tasa de endurecimiento por deformación.

Sí, el tipo 316 es un acero inoxidable austenítico que se puede trabajar en frío81373. Los aceros inoxidables austeníticos, incluido el 316, suelen someterse a procesos de trabajo en frío, como el laminado en frío296482. El laminado en frío, incluso a temperaturas bajo cero, puede utilizarse para inducir martensita y aumentar su velocidad de endurecimiento por deformación373.

Los aceros para herramientas de trabajo en caliente son una categoría de aceros para herramientas diseñados específicamente para operaciones de corte o conformado donde la pieza o herramienta alcanza temperaturas elevadas, generalmente superiores a 200 °C. Su principal característica es la "dureza en caliente", lo que significa que conservan su resistencia y dureza a altas temperaturas. También presentan buena tenacidad y resistencia al desgaste en condiciones de calor. Ejemplos comunes son los aceros de la serie AISI H.

El acero inoxidable se refiere a una familia de aceros aleados caracterizado por una alta resistencia a la corrosión debido a un contenido mínimo de cromo de 10.5…. El “acero frío” no es un tipo de acero, sino que generalmente se refiere a “acero acabado en frío”, que describe aceros al carbono o aleados que han sido procesados a temperatura ambiente (trabajo en frío, torneado, rectificado) para lograr características específicas como mayor precisión dimensional, acabado superficial más liso y mayor resistencia y dureza mediante endurecimiento por trabajo20…. Por lo tanto, el acero inoxidable es un material composición, mientras que “acero frío” se refiere a un método de procesamiento Se aplica a diversas composiciones de acero.