Guía de tratamiento térmico del acero para herramientas D3

Acero para herramientas D3 El tratamiento térmico es fundamental para conseguir sus propiedades óptimas e implica una serie de etapas: precalentamiento, austenización, templey templadoEste proceso tiene como objetivo transformar la microestructura del acero en una estructura martensítica endurecida y revenida con carburos que proporcionan las propiedades de herramienta de corte deseadas.

¿Qué es el acero para herramientas D3? El acero para herramientas D3 es un acero para herramientas de trabajo en frío con alto contenido de carbono y cromo, que se caracteriza por su alta resistencia al desgaste, alta resistencia a la compresión y propiedades de endurecimiento profundo. Composición del acero para herramientas D3.¹ es C2.00 – 2.35%, Cr11.00 – 13.50%, Mo≤ 0.40%, V≤ 0.35%, Mn≤ 0.60%, Si≤ 0.60%, P≤ 0.03%, S≤ 0.03%.

Los equivalentes para el acero para herramientas AISI D3:

1. Alemania (N.º DIN/Werkstoff): 1.2080, X210Cr12, X200Cr12
2. Japón (JIS): SKD1
3. China (GB): Cr12

Los siguientes son los pasos del tratamiento térmico del acero para herramientas D3.

Precalentamiento

El precalentamiento es una operación esencial para prácticamente todos los aceros para herramientas, incluido el D3. Si bien no interviene en la reacción de endurecimiento desde un punto de vista metalúrgico, cumple tres funciones importantes: reducir el choque térmico, aumentar la productividad del equipo y reducir la carburación y la descarburación. La temperatura de precalentamiento es de 650 °C (1200 °F).².

Austenitización (endurecimiento)

La austenización es el segundo paso del tratamiento térmico. Los aceros para herramientas se basan en la disolución de diversos carburos de aleación complejos durante el proceso de austenización. Para el acero D3, la temperatura óptima de endurecimiento suele rondar los 960 °C (1760 °F), o dentro del rango de 980-1025 °C (1796-1877 °F).

Enfriamiento

Después de la austenización, el acero se templa para transformarse austenita En martensita. La martensita es la estructura dura y frágil deseada, que constituye la base de las propiedades de corte del acero. El acero D3 no contiene molibdeno, por lo que se templa con aceite. En comparación con el temple al aire, el temple en aceite conlleva un mayor riesgo de deformación y agrietamiento. Por lo tanto, es necesario controlar la velocidad de enfriamiento para evitar la formación de fases indeseables, como la perlita o la bainita.

Tras el temple, el acero se encuentra en un estado de alta tensión y es susceptible a agrietarse. Es fundamental enfriar la pieza a aproximadamente 65 °C (150 °F) antes de proceder al revenido.

Templado

El revenido es el último paso crítico del tratamiento térmico tras el temple. Sus principales objetivos son aumentar la tenacidad del acero, aliviar las tensiones internas y proporcionar dureza secundaria. Para el acero D3 y otros aceros con alto contenido de carbono y cromo, se recomienda encarecidamente el revenido doble o triple. El acero D3 se suele revener a una temperatura baja de aproximadamente 200 °C (390 °F). A esta temperatura de revenido, el acero D3 tiene una dureza de 60 HRC. Cuanto mayor sea la temperatura de revenido, menor será la dureza final. La temperatura específica depende de la dureza deseada.

En conclusión, el tratamiento térmico adecuado del acero para herramientas D3 implica un control preciso de la temperatura y el tiempo durante los ciclos de precalentamiento, austenización, temple y, especialmente, revenido múltiple. Comprender y gestionar cuidadosamente estos pasos es crucial para desarrollar la microestructura deseada, resistente al desgaste y dimensionalmente estable, minimizando al mismo tiempo los riesgos de agrietamiento y distorsión.

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1. Bringas, JE (Ed.). (2004). Manual de normas comparativas mundiales del acero (3ª ed., pág. 433). ASTM Internacional. ↩︎
2. Bryson, WE (2007). Tratamiento térmico, selección y aplicación de aceros para herramientas (pág. 184). Publicaciones Hanser. ↩︎