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 / SAE | DIN / N.º de serie. | Nombre EN/ISO | JIS | Grado GB / Chino | BS / Reino Unido | AFNOR / Francia | Notas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D2 | 1.2379 | X153CrMoV12 | SKD11 | Cr12Mo1V1 | BD2 | Z150CDV12 | Grupo equivalente más común de la serie D |
| D3 | 1.2080 | X210Cr12 | SKD1 | Cr12 | BD3 | Z200C12 | Grado de trabajo en frío con alto contenido de carbono y cromo |
| D5 | 1.2880 | No suele aparecer en la lista | No suele aparecer en la lista | No suele aparecer en la lista | No suele aparecer en la lista | Z160CKDV12-03 | Grado de la serie D con contenido de cobalto |
| D6 | 1.2436 | X210CrW12 | SKD2 | Cr12W | No suele aparecer en la lista | No suele aparecer en la lista | Grado 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.
| Grado | Carbono | Cromo | Molibdeno | Vanadio | Otros elementos principales |
|---|---|---|---|---|---|
| D2 | 1.40-1.60% | 11.00-13.00% | 0.70-1.20% | 1.10% máximo | No es principal |
| D3 | 2.00-2.35% | 11.00-13.50% | No es principal | 1.00% máx. | W 1.00% máx. |
| D4 | 2.05-2.40% | 11.00-13.00% | 0.70-1.20% | 1.00% máx. | No es principal |
| D5 | 1.40-1.60% | 11.00-13.00% | 0.70-1.20% | 1.00% máx. | Co 2.50-3.50% |
| D6 | Aproximadamente 2.10% | Aproximadamente 11.50% | No es principal | Aproximadamente 0,20% | W aproximadamente 0,70% |
| D7 | 2.15-2.50% | 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.
| Propiedad | Rendimiento de la serie D | Significado práctico |
|---|---|---|
| Resistencia al desgaste | De alto a extremadamente alto | Adecuado para materiales abrasivos y series de producción largas. |
| Dureza después del tratamiento térmico | Alta | Se utiliza comúnmente en el rango alto de HRC para herramientas de trabajo en frío. |
| Resistencia a la compresión | Alta | Útil para punzones, matrices y herramientas sometidas a presión. |
| Estabilidad dimensional | Bueno en grados de endurecimiento al aire | Importante para matrices de precisión, calibres y herramientas de conformado. |
| Dureza | Bajo a moderado | No es ideal para impactos o cargas de choque severas. |
| Maquinabilidad | Bajo | El coste de corte es mayor que el de los aceros de trabajo en frío más sencillos. |
| Molienda | Bajo | El gran volumen de carburo dificulta el rectificado. |
| Resistencia a la corrosión | Limitado | Un 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.
| Proceso | Rango o práctica típica |
|---|---|
| Recocido | 870-900 °C, seguido de un enfriamiento lento. |
| dureza recocida | Aproximadamente 217-255 HB |
| Alivio del estrés | 650-705 °C, seguido de enfriamiento por aire. |
| Precalentamiento | 650-790 °C |
| Austenitización D2 | 995-1030 °C |
| Austenización D3 | 925-980 °C |
| Austenización D5 | 1010-1095 °C |
| Austenización D6 | 950-980 °C |
| Austenización D7 | 1010-1080 °C |
| Enfriamiento | Refrigeración por aire, aceite o controlada, según el grado. |
| Templado | A 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 aplicación | Grados adecuados | Razón |
|---|---|---|
| Matrices de corte | D2, D3, D4 | Alta resistencia al desgaste y resistencia a la compresión. |
| Matrices de estampación | D2, D3 | Adecuado para series de producción largas. |
| Punzones | D2, D3, D6 | Alta dureza y resistencia a la presión. |
| Cuchillas de corte | D2, D3, D5 | Retención de bordes y resistencia al desgaste |
| Cuchillas cortadoras | D2, D3 | Estabilidad de vanguardia |
| Matrices de conformación | D2, D4 | Resistencia al desgaste con control dimensional |
| Troqueles de dibujo | D2, D3, D4 | Resistencia al desgaste por deslizamiento |
| Peines de laminado de roscas | D2 | Resistencia a la abrasión y baja deformación tras el tratamiento térmico. |
| Calibradores de precisión | D2 | Estabilidad dimensional |
| Moldes de ladrillo y cerámica | D7 | Resistencia extrema a la abrasión |
| Rodillos de grabado y asientos de válvulas | D6 | Aplicaciones 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 principal | Mejor opción | Razón |
|---|---|---|
| Herramientas generales para trabajos en frío | D2 | Rendimiento equilibrado y amplia disponibilidad |
| Mayor resistencia al desgaste que el D2. | D3, D4, D6 o D7 | Mayor volumen de carburo o diseño de aleación especial |
| Mejor control dimensional | D2, D4, D5 | El comportamiento de endurecimiento por aire reduce el movimiento. |
| Máxima resistencia a la abrasión | D7 | Alto contenido de carbono y alto contenido de vanadio. |
| Alta resistencia a la compresión | D3 | Adecuado para alta presión y carga gradual. |
| Cizallamiento o conformado en caliente limitado | D5 | El 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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