Materiales para matrices de recorte y punzonado en forja en caliente
El recorte elimina la rebaba de una pieza forjada, y el punzonado despeja el material dentro de un agujero. Ambas operaciones cortan metal que acaba de salir de una prensa o de un martillo, y el grado que resiste el trabajo depende de cuál de las dos se le pida y de cuán caliente esté todavía la pieza.
Qué hacen las dos operaciones
El recorte elimina la rebaba que produjo la operación de forja, y también puede quitar parte del material de desmoldeo para que la pieza quede con paredes laterales rectas. Normalmente se realiza con una matriz superior y una matriz inferior conformadas al contorno de la pieza. La matriz superior actúa como punzón y empuja la pieza hacia abajo a través del borde de corte de la matriz inferior. Si la matriz superior no sigue el contorno de la pieza, la pieza puede deformarse durante el recorte.
El punzonado es la misma idea aplicada al material sobrante en una superficie interna. Para mantener la precisión de los cortes, el punzonado y el recorte a menudo se realizan al mismo tiempo.
Qué determina el material
La selección publicada se basa en dos cosas: qué se está recortando, y si la pieza se recorta en caliente o en frío. Los punzones normalmente se fabrican con aceros para herramientas patentados cuando se van a recortar aceros al carbono e inoxidables, y con acero 1020 recargado con aleación dura cuando se van a recortar aleaciones no ferrosas. La matriz de recorte, o matriz inferior, se fabrica con acero para herramientas D2, o con acero laminado en frío con un recargue de aleación de alta resistencia aplicado al borde de corte.
Trimming a part straight off the press saves a second heating operation, but the two cold trim columns in the table below are not always available. For stainless steels and heat-resisting alloys both of them read “generally hot trim”, and where a close trim is wanted on carbon and alloy steels the table falls back on hot trimming as well.
Materiales típicos para matrices de recorte y punzonado
La tabla presenta la selección publicada para los tres grupos de metal de trabajo, dividida por el tipo de recorte. Cuando aparece más de un grado en una celda, la fuente los enumera sin un orden de preferencia.
| Material a recortar | Recorte en frío | Recorte en caliente(a) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Recorte normal | Recorte de precisión | Punzón | Cuchilla | |||
| Punzón | Cuchilla | Punzón | Cuchilla | |||
| Aceros al carbono y aleados | 6F2 o 6G a 341 a 375 HB | D2 a 54 a 56 HRC | Generalmente recorte en caliente | 6F2 o 6G a 341 a 375 HB | Aleación de recargue duro 4A sobre acero 1035(b); o D2 a 58 a 60 HRC | |
| Aceros inoxidables y aleaciones resistentes al calor | Generalmente recorte en caliente | Generalmente recorte en caliente | 6F2 a 6G a 388 a 429 HB | D2 a 58 a 60 HRC | ||
| Aluminio, magnesio y otros metales no ferrosos | 6150 a 461 a 477 HB | Aleación de recargue duro 4A sobre acero 1020(b); o O1 | D2 a 58 a 60 | D2 a 58 a 60 | 1020 blando | Aleación de recargue duro 4A sobre acero 1020(b) |
Materiales típicos para matrices de recorte y punzonado. Fuente, Tabla 3 de Dies and Die Materials for Hot Forging, en ASM Handbook, Volumen 14, Forming and Forging. Las cifras de dureza son la dureza de trabajo según lo publicado. (a) Tanto recorte normal como de precisión. (b) La aleación de recargue duro 4A tiene una composición nominal de Co-1C-30Cr-4.5W-3Ni-1.5Fe. La fuente imprime la etiqueta de la tercera fila como “Aluminum, magnesium, and”; solo se nombran aluminio y magnesio en esa fila.
Cómo leer la tabla
Para aceros al carbono y aleados recortados en frío, el punzón de la tabla es un acero en bloque de baja aleación con una dureza global de 341 a 375 HB, y la cuchilla es D2 a 54 a 56 HRC. Esa división pone la carga en un acero tenaz en lugar de duro, y la dureza donde se realiza realmente el corte.
Una vez que la pieza se recorta en caliente, o una vez que el metal de trabajo es inoxidable o resistente al calor, el punzón pasa a 6F2 o 6G a 341 a 375 HB para aceros al carbono y aleados, y a 6F2 a 6G a 388 a 429 HB para el grupo de inoxidables y resistentes al calor. La cuchilla pasa a D2 a 58 a 60 HRC, o a aleación de recargue duro 4A depositada sobre acero 1035 cuando el borde debe reconstruirse en lugar de reemplazarse.
La fila de no ferrosos funciona al revés. El recorte normal en frío utiliza un punzón de 6150 a 461 a 477 HB contra una cuchilla de acero 1020 con recargue duro o O1, y el recorte de precisión pone D2 en ambos lados a 58 a 60 HRC. El recorte en caliente del mismo grupo utiliza un punzón blando de 1020 y una cuchilla con recargue duro, porque el punzón está para empujar la pieza a través y no para cortarla.
Los aceros de bloque nombrados en la tabla
Las designaciones 6F2 y 6G son los antiguos números ASM para un grupo de aceros para matrices de baja aleación de níquel-cromo-molibdeno. Nunca recibieron designaciones AISI, SAE ni UNS, por lo que los números ASM de la edición de 1948 del Metals Handbook siguen siendo los que se usan. Su valor en una matriz de recorte es la tenacidad y la resistencia al impacto más que la dureza en caliente: se templan a temperaturas más bajas que la serie H y se eligen para portamatrices, bloques de matriz y punzones donde la superficie no se calienta mucho.
Donde el borde mismo debe mantener su dureza a temperatura, la tabla usa D2, y donde el borde debe sobrevivir al impacto usa la aleación de recargue duro 4A, un depósito base cobalto con una composición nominal de Co-1C-30Cr-4.5W-3Ni-1.5Fe.
Grados y existencias
El lado de recorte en frío de la tabla es acero para herramientas de trabajo en frío, y los dos grados que lo sustentan están en el sitio: la guía de tratamiento térmico del acero para herramientas D2 cubre el rango de trabajo de 54 a 60 HRC utilizado aquí, y la página de O1 cubre el grado de temple en aceite nombrado para el recorte de metales no ferrosos.
Para la selección detrás de la tabla, la guía de selección de matrices de recorte establece las opciones de recorte en frío, y la página de selección de recorte en caliente aborda la misma cuestión para piezas recortadas en caliente. Las propias forjas se cubren en la página de matrices de forja, estampado y recorte en caliente.
Los bordes recargados son una cuestión de reparación y reconstrucción tanto como una cuestión de grado. Los depósitos y el procedimiento se exponen en la página de metal de aporte para soldadura de acero para herramientas.
Antes de usar estos valores
Esta página es un resumen de referencia de la práctica publicada y no es una especificación de Aobo Steel. Los grados y las durezas se reproducen de la tabla de origen, y una prensa diferente, un espesor de rebaba diferente o una temperatura de recorte diferente modificarán la elección. La selección final para una matriz de recorte o punzonado se realiza según el plano de la pieza y la prensa en la que se utiliza.
Fuente: ASM Handbook, Volume 14, Forming and Forging (9th Edition Metals Handbook), ASM International, 1988.