Materiales y dureza de los componentes de moldes de fundición a presión

Cómo se organizan las dos listas

Un molde de fundición a presión no es un solo acero. La cavidad que ve el metal fundido, el bloque que la soporta y las piezas que empujan el metal hacia ella trabajan cada uno a una temperatura diferente y bajo una carga diferente, por lo que cada uno se especifica por separado. Las dos tablas siguientes siguen la forma en que un taller de moldes pide el material, como un componente con el grado y la dureza que debe tener.

La primera tabla cubre el molde en sí, los insertos de cavidad y los bloques porta-insertos. La segunda cubre el lado de inyección, las piezas por las que pasa el metal fundido en su camino hacia la cavidad. En la segunda tabla el metal que se funde se indica para cada fila, porque eso decide qué dureza se especifica para la pieza y si se nitrura además de templarse.

Insertos de cavidad y bloques porta-insertos

Material y dureza típicos por componente

Fuente, Tabla 1, Materiales recomendados para componentes de troqueles de materiales para herramientas para moldes y troqueles, Aplicación y desempeño, editado por G. Krauss y H. Nordberg.

La dureza indicada es el nivel con el que la pieza entra en servicio, no una instrucción de tratamiento térmico. H20, H21 y H22 son grados de trabajo en caliente al tungsteno, indicados para piezas de cobre porque el cobre se vierte más caliente que el zinc o el aluminio. El bloque porta-insertos es una pieza de soporte y no una superficie de trabajo, por lo que solo se pretempla.

Componentes de inyección, de la mazarota al émbolo

Material y condición típicos por componente

Fuente, Tabla 2, Materiales típicos para componentes de inyección del mismo libro.

El metal que se funde se indica para cada fila porque el lado de aluminio de un molde trabaja más caliente que el lado de zinc y la especificación cambia con él. La punta de émbolo es el único componente no especificado en acero para herramientas, y el cobre al berilio se elige para que el calor salga de la punta y no por resistencia al desgaste.

Lo que las dos listas muestran a un taller de moldes

Un grado concentra la mayor parte de la página. El H13 aparece en la cavidad para piezas fundidas de aluminio, magnesio y zinc de series largas, y todos los componentes de inyección excepto la punta del émbolo también son H13. La razón es la misma en ambos casos. El H13 mantiene su dureza a la temperatura a la que se vierte la colada, resiste fatiga térmica, y admite una capa nitrurada, por lo que un solo grado cubre las piezas que entran en contacto con el metal fundido.

Las cifras de dureza deliberadamente no son uniformes. El distribuidor de bebedero y el casquillo de bebedero se indican de 42 a 46 HRC, más blandos que los 46 a 48 HRC especificados para la boquilla, la camisa de inyección y el cojín de inyección, y estos tres se nitruran sobre el núcleo endurecido. La nitruración aporta una superficie dura a una pieza cuyo núcleo sigue siendo tenaz, que es lo que necesita una camisa de inyección porque también debe deslizarse y soportar desgaste a lo largo de su longitud.

La punta del émbolo es la única pieza no especificada en acero para herramientas. Se utiliza cobre berilio de 38 a 42 HRC por su conductividad térmica, de modo que el calor se extrae de la punta en lugar de acumularse en ella. Donde las partes móviles de un molde rozan entre sí, el mismo capítulo enumera las medidas que reducen el desgaste. Son el uso de durezas diferentes en las piezas en contacto, la nitruración de una o ambas superficies, el uso de materiales diferentes donde el metal entrante no toca la parte móvil, un lubricante retenido en las caras en contacto, el muescado o abollado superficial de la corredera o la guía para que retenga el lubricante, el mantenimiento del ajuste correcto entre las superficies de desgaste, y caras pulidas suavemente en ambos miembros.

Vale la pena resolver dos puntos antes de usar la lista para pedir material. El primero es que el material de la cavidad sigue al metal que se funde y no al tamaño del molde, por lo que un taller que trabaja zinc y aluminio en la misma prensa mantendrá dos existencias de insertos, P20 preendurecido para el trabajo en zinc y H13 para el trabajo en aluminio. El segundo es que la dureza por sí sola no cumple la especificación en el lado de inyección. La fuente pide que se indiquen el tipo de acero, la composición química, la microestructura y los resultados de ensayos físicos para los insertos de molde H13, y que la especificación de tratamiento térmico indique el proceso, la temperatura de austenización, el tiempo a temperatura, la velocidad de temple, el número de revenidos y la dureza final. Un pedido basado únicamente en la dureza deja todo eso abierto.

Las cifras se reproducen de las tablas publicadas y son solo un resumen de referencia. Describen los materiales y durezas con los que normalmente trabaja el sector, más que una especificación para un molde en particular, por lo que confirme con el certificado de ensayo del material o contacte a Aobo Steel antes de pedir.

Datos de referencia relacionados

Las páginas de grado para los materiales mencionados anteriormente están en acero para herramientas H13, Acero para herramientas P20 y acero para herramientas H21. Para los moldes en los que se montan estos componentes, consulte acero para herramientas para moldes de fundición a presión e insertos y selección de núcleos e insertos para fundición a presión. La práctica de nitruración está en el guía de nitruración de acero para herramientas, y una lista más amplia de tipos de herramientas con el material que normalmente se usa para cada una está en Materiales para herramientas y troqueles por tipo de herramienta.

Fuente: Tool Materials for Molds and Dies, Application and Performance (G. Krauss y H. Nordberg, eds.).