Guía técnica sobre aceros para herramientas

Aceros para herramientas de la serie D

Los aceros para herramientas de la serie D son aceros para herramientas de trabajo en frío con alto contenido de carbono y cromo, utilizados para matrices de larga producción, punzones, cuchillas, hojas de corte, herramientas de trefilado, matrices de laminado de roscas y herramientas resistentes al desgaste. Se seleccionan cuando la resistencia al desgaste abrasivo, la alta dureza, la resistencia a la compresión y la estabilidad dimensional son más importantes que la tenacidad al impacto.

Aceros para herramientas de la serie D disponibles en Aobo Steel.

Aobo Steel suministra acero para herramientas de la serie D en barras redondas y planas a granel para matrices de trabajo en frío, punzones, cuchillas de corte, cuchillas de hendido, herramientas de trefilado y herramientas industriales resistentes al desgaste.

D2 | 1.2379 | SKD11

Grado de la serie D más utilizado para matrices, cuchillas, punzones y herramientas resistentes al desgaste de larga duración.

D3 | 1.2080 | SKD1

Acero para trabajo en frío con alto contenido de carbono y cromo, para resistencia al desgaste abrasivo y alta resistencia a la compresión.

D6 | 1.2436 | SKD2

Acero al cromo-tungsteno para trabajo en frío, de alta resistencia al desgaste y para aplicaciones de herramientas especializadas.

La serie D incluye los grados D2, D3, D4, D5, D6 y D7. Estos grados comparten una base similar con alto contenido de carbono y cromo, pero difieren en el diseño de la aleación, el comportamiento de endurecimiento, la tenacidad, la resistencia al desgaste y el rango de aplicaciones.

Para la mayoría de las herramientas de trabajo en frío, el grado D2 es el más práctico como grado de partida. Otros grados de la serie D se utilizan cuando la aplicación requiere mayor resistencia a la abrasión, un comportamiento especial ante tratamientos térmicos o un grado equivalente específico, como el 1.2436 / SKD2.

Grados de acero para herramientas de la serie D y normas equivalentes

La tabla que figura a continuación resume las normas equivalentes comunes para los aceros para herramientas de la serie D. Es importante verificar las calidades equivalentes con la norma requerida y las especificaciones del pedido, especialmente cuando la aplicación presenta requisitos estrictos de composición química o tratamiento térmico.

AISI / SAEDIN / N.º de serie.Nombre EN/ISOJISGrado GB / ChinoBS / Reino UnidoAFNOR / FranciaNotas
D21.2379X153CrMoV12SKD11Cr12Mo1V1BD2Z150CDV12Grupo equivalente más común de la serie D
D31.2080X210Cr12SKD1Cr12BD3Z200C12Grado de trabajo en frío con alto contenido de carbono y cromo
D51.2880No suele aparecer en la listaNo suele aparecer en la listaNo suele aparecer en la listaNo suele aparecer en la listaZ160CKDV12-03Grado de la serie D con contenido de cobalto
D61.2436X210CrW12SKD2Cr12WNo suele aparecer en la listaNo suele aparecer en la listaGrado de trabajo en frío de cromo-tungsteno

Composición química de los aceros para herramientas de la serie D

Los aceros de la serie D suelen contener entre 1,40% y 2,50% de carbono y entre 11,00% y 13,50% de cromo. Su alto contenido de carburos es la principal razón de su gran resistencia al desgaste, pero también aumenta la dificultad de procesamiento y reduce la tenacidad.

GradoCarbonoCromoMolibdenoVanadioOtros elementos principales
D21.40-1.60%11.00-13.00%0.70-1.20%1.10% máximoNo es principal
D32.00-2.35%11.00-13.50%No es principal1.00% máx.W 1.00% máx.
D42.05-2.40%11.00-13.00%0.70-1.20%1.00% máx.No es principal
D51.40-1.60%11.00-13.00%0.70-1.20%1.00% máx.Co 2.50-3.50%
D6Aproximadamente 2.10%Aproximadamente 11.50%No es principalAproximadamente 0,20%W aproximadamente 0,70%
D72.15-2.50%11.50-13.50%0.70-1.20%3.80-4.40%No es principal

La tabla de composición muestra por qué no se deben seleccionar los grados de la serie D basándose únicamente en la dureza. Un mayor contenido de carbono y elementos formadores de carburos puede mejorar la resistencia a la abrasión, pero también aumenta el riesgo de astillamiento y dificulta el mecanizado o el rectificado.

Propiedades de los aceros para herramientas de la serie D

Los aceros para herramientas de la serie D se utilizan cuando el desgaste abrasivo es el principal riesgo de fallo. Su rendimiento se debe a su elevada dureza, alto contenido de carburos y gran resistencia a la compresión tras un tratamiento térmico adecuado.

PropiedadRendimiento de la serie DSignificado práctico
Resistencia al desgasteDe alto a extremadamente altoAdecuado para materiales abrasivos y series de producción largas.
Dureza después del tratamiento térmicoAltaSe utiliza comúnmente en el rango alto de HRC para herramientas de trabajo en frío.
Resistencia a la compresiónAltaÚtil para punzones, matrices y herramientas sometidas a presión.
Estabilidad dimensionalBueno en grados de endurecimiento al aireImportante para matrices de precisión, calibres y herramientas de conformado.
DurezaBajo a moderadoNo es ideal para impactos o cargas de choque severas.
MaquinabilidadBajoEl coste de corte es mayor que el de los aceros de trabajo en frío más sencillos.
MoliendaBajoEl gran volumen de carburo dificulta el rectificado.
Resistencia a la corrosiónLimitadoUn alto contenido de cromo no convierte a los aceros de la serie D en inoxidables.

Descripción general del tratamiento térmico para aceros para herramientas de la serie D

Los aceros para herramientas de la serie D se suministran normalmente recocidos para su mecanizado. El rendimiento final depende del endurecimiento y el revenido. El tratamiento térmico controla la dureza, la resistencia al desgaste, las tensiones internas, la deformación dimensional y el riesgo de agrietamiento.

ProcesoRango o práctica típica
Recocido870-900 °C, seguido de un enfriamiento lento.
dureza recocidaAproximadamente 217-255 HB
Alivio del estrés650-705 °C, seguido de enfriamiento por aire.
Precalentamiento650-790 °C
Austenitización D2995-1030 °C
Austenización D3925-980 °C
Austenización D51010-1095 °C
Austenización D6950-980 °C
Austenización D71010-1080 °C
EnfriamientoRefrigeración por aire, aceite o controlada, según el grado.
TempladoA menudo doble templado

Los grados D2, D4, D5 y D7 se consideran generalmente grados de endurecimiento al aire. El endurecimiento al aire ayuda a reducir la distorsión en comparación con el temple en aceite. El grado D3 se endurece tradicionalmente en aceite, por lo que el control del endurecimiento es más crítico para herramientas con formas complejas o requisitos dimensionales estrictos.

El revenido a baja temperatura, alrededor de 200 °C, se utiliza habitualmente cuando la prioridad es la alta dureza y la resistencia al desgaste. El revenido a alta temperatura, entre 480 y 540 °C, puede emplearse para aprovechar la respuesta de endurecimiento secundario, especialmente cuando se requiere una mayor estabilidad dimensional o resistencia al revenido.

La dureza máxima no debe ser el único objetivo. Para herramientas con riesgo de astillamiento o agrietamiento del filo, una dureza ligeramente inferior puede proporcionar una vida útil más prolongada que la máxima dureza HRC posible.

Aplicaciones de los aceros para herramientas de la serie D

Los aceros para herramientas de la serie D se utilizan en aplicaciones de trabajo en frío donde la resistencia al desgaste, la retención del filo y el control dimensional son más importantes que la resistencia al impacto. La siguiente tabla relaciona las aplicaciones comunes con los grados adecuados.

Área de aplicaciónGrados adecuadosRazón
Matrices de corteD2, D3, D4Alta resistencia al desgaste y resistencia a la compresión.
Matrices de estampaciónD2, D3Adecuado para series de producción largas.
PunzonesD2, D3, D6Alta dureza y resistencia a la presión.
Cuchillas de corteD2, D3, D5Retención de bordes y resistencia al desgaste
Cuchillas cortadorasD2, D3Estabilidad de vanguardia
Matrices de conformaciónD2, D4Resistencia al desgaste con control dimensional
Troqueles de dibujoD2, D3, D4Resistencia al desgaste por deslizamiento
Peines de laminado de roscasD2Resistencia a la abrasión y baja deformación tras el tratamiento térmico.
Calibradores de precisiónD2Estabilidad dimensional
Moldes de ladrillo y cerámicaD7Resistencia extrema a la abrasión
Rodillos de grabado y asientos de válvulasD6Aplicaciones especializadas resistentes al desgaste

Cómo elegir el acero para herramientas de la serie D adecuado

El grado óptimo de la serie D depende del modo de fallo de la herramienta, la dureza requerida, las tolerancias dimensionales, el método de tratamiento térmico y el coste de fabricación.

Requisito principalMejor opciónRazón
Herramientas generales para trabajos en fríoD2Rendimiento equilibrado y amplia disponibilidad
Mayor resistencia al desgaste que el D2.D3, D4, D6 o D7Mayor volumen de carburo o diseño de aleación especial
Mejor control dimensionalD2, D4, D5El comportamiento de endurecimiento por aire reduce el movimiento.
Máxima resistencia a la abrasiónD7Alto contenido de carbono y alto contenido de vanadio.
Alta resistencia a la compresiónD3Adecuado para alta presión y carga gradual.
Cizallamiento o conformado en caliente limitadoD5El cobalto mejora la resistencia al ablandamiento.

Si una herramienta fabricada con acero A2 u O1 se desgasta demasiado rápido, el acero D2 suele ser la primera opción de la serie D. Si el desgaste del D2 sigue siendo excesivo sin que se produzcan astillamientos, podría ser más adecuado un acero de la serie D con mayor resistencia al desgaste. Si el acero D2 se astilla o se agrieta, un acero más resistente podría solucionar el problema mejor que otro acero de la serie D más duro.

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