acero para herramientas p20 | 1.2311
AOBO STEEL - Proveedor global de confianza de acero para herramientas
1. Aplicación
- Moldes y matrices de plástico. (Para obtener más información sobre las ventajas del P20 en aplicaciones de moldes, lea Ventajas de utilizar acero P20 en moldes)
- Matrices de fundición a presión (para aleaciones de bajo punto de fusión)
- Extrusión en caliente (específicamente para aluminio y magnesio)
2. Composición química
| Elemento | Carbono (C) | Manganeso (Mn) | Silicio (Si) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Fósforo (P) | Azufre (S) |
| Contenido (%) | 0.28 – 0.40 | 0.60 – 1.00 | 0.20 – 0.80 | 1.40 – 2.00 | 0.30 – 0.55 | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
3. Acero P20 Propiedades
- Dureza pre-endurecida:32HRC.
- Dureza del alambre de relleno P20: 40 HRC.
- Fuerza de fluencia: 950 MPa después del preendurecimiento.
- Módulo elástico: 210 GPa (30 × 10^6 psi) a temperatura ambiente. Esta presión disminuye a aproximadamente 185 GPa (27 × 10^6 psi) a 260 °C (500 °F) y a aproximadamente 150 GPa (22 × 10^6 psi) a 540 °C (1000 °F).
- Coeficiente de Poisson: 0.287.
- Maquinabilidad: Buena maquinabilidad. Se mecaniza fácilmente en su estado pretemplado. La maquinabilidad se puede mejorar aún más añadiendo azufre al grado P20. Mecanizado previo al P20 final. tratamiento térmico del acero para herramientas da como resultado una mejor maquinabilidad.
- PulibilidadExcelente capacidad de pulido. Una mayor dureza (p. ej., 40 HRC) puede mejorar la calidad del pulido.
- Estabilidad dimensionalBuena estabilidad dimensional. Presenta menos cambios dimensionales durante el endurecimiento en comparación con los aceros de temple al agua.
- DurezaTenacidad media-alta. El material P20 cementado ofrece buena tenacidad. Si se requiere una tenacidad superior a la P20 (p. ej., para matrices grandes sujetas a impactos fuertes), recomendamos los aceros para moldes P4 y P6.
- Resistencia al desgaste:Tiene un nivel bajo a medio tener puesto Resistencia en su estado general. La resistencia al desgaste se mejora mediante la carburación.
- Soldabilidad: Soldabilidad media.
- Otro procesamiento: El material P20 también es adecuado para fotograbado (texturizado) y mecanizado por descarga eléctrica (EDM).
[Referencia: ASM International. (2000). Manual ASM, Volumen 8: Pruebas y evaluación mecánica. ASM Internacional.]
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4. Tratamiento térmico
El acero P20 se suministra comúnmente en estado preendurecido, con una dureza de 28-40 HRCSe puede mecanizar directamente en cavidades de molde complejas y ponerse en uso sin necesidad de altas temperaturas adicionales. tratamiento térmicoEl estado preendurecido ayuda a evitar la deformación y los cambios dimensionales que pueden ocurrir durante el tratamiento térmico posterior.
Aunque el material P20 siempre se utiliza directamente en un estado preendurecido, sus propiedades de superficie se pueden mejorar mediante un tratamiento térmico adicional (en particular, carburación) para cumplir con los requisitos de aplicaciones específicas, como el moldeo de plástico.
4.1 Carburación
Para aplicaciones de moldeo de plástico, el material P20 se carburiza con frecuencia y luego se endurece tras el mecanizado de la impresión del molde. La dureza superficial de los moldes P20 carburizados, una vez templados, puede alcanzar hasta 65 HRC, con una dureza del núcleo típicamente alrededor de 45 HRC. Las profundidades de la caja se pueden controlar, generalmente Varía desde 0,030 pulgadas para moldes más pequeños hasta 0,065 pulgadas para moldes grandes.Nos gustaría recordarle que el La resistencia del material P20 carburizado al ablandamiento durante el revenido es relativamente baja, similar al del acero al carbono simple.
La temperatura de carburación debe NO superar 870 °C (1600 °F)Superar esta temperatura afectará negativamente el rendimiento del pulido. Por ejemplo, la carburación a 845 °C (1550 °F) resultó en una dureza superficial de 65,6 HRC y una profundidad de enchapado de 0,36 mm, mientras que a 900 °C (1650 °F), la dureza superficial fue ligeramente inferior, de 62,5 HRC y una profundidad de enchapado de 0,41 mm.
El acero P20 carburizado tiene una buena combinación de resistencia al desgaste, tenacidad y capacidad de pulido.
4.2 Precalentamiento
Recomendamos encarecidamente precalentar el acero para herramientas P20 a una temperatura de 1200 °F (650 °C).
El propósito del precalentamiento es preacondicionar las moléculas dentro de la pieza para su transformación y aliviar las tensiones causadas por el mecanizado. También ayuda a equilibrar el calor dentro de la pieza, permitiendo que las tensiones se disipen antes de que el metal se ablande demasiado a temperaturas más altas.
4.3 Endurecimiento (Austenitización)
La temperatura de endurecimiento es 1525°F (830°C). El tiempo de remojo es 45–60 minutos por pulgada de espesorPara piezas de menos de 1 pulgada de espesor, recomendamos un tiempo mínimo de remojo de 45 a 60 minutos. [Para obtener información sobre la austenita, consulte la explicación de austenita en Wikipedia.]
4.4 Enfriamiento
El acero P20 se templa en aceite. El temple en aceite a una temperatura relativamente baja produce un menor cambio dimensional en comparación con los aceros de temple al agua. Tras el temple, las piezas deben enfriarse a un mínimo de 150 °F (66 °C) si se endurece al aire, o 150-200 °F (66-93 °C) si se enfría en líquido y luego se revene inmediatamente.
4.5 Templado
El acero para herramientas P20 suele requerir un doble revenido. La temperatura de revenido estándar es 400 °F (205 °C).
Para un acero P20 que ha sido enfriado con aceite desde 845 °C (1550 °F) y templado para 2 horas a 205°C (400°F), la dureza resultante es 36-38 HRCCon una resistencia a la tracción de 1310 MPa, un límite elástico de 1172 MPa, una elongación de 13% y una reducción de área de 51%. Si la microestructura después del temple es bainítica, la dureza después del revenido puede ser 4 HRC inferior a la de los diagramas de revenido estándar.
4.6 Forja
El P20 debe precalentarse lentamente a 815 °C (1500 °F)La temperatura de forja es 1065 a 1230°C (1950 a 2250°F). Para secciones más grandes o cuando se planean reducciones fuertes y rápidas, se recomienda utilizar el extremo superior de este rango de temperatura. Para secciones más pequeñas o reducciones más ligeras, el extremo inferior del rango es más adecuado. NO forja P20 abajo 815 °C (1500 °F).
Después de la forja, el acero se enfría lentamente enfriándolo dentro del horno o enterrándolo en medios aislantes del calor como cal, mica o tierra de diatomeas.
[Referencia: Roberts, G., Krauss, G., y Kennedy, R. (1998). Aceros para herramientas: 5.ª edición. ASM Internacional.]
5. Suministro de formas y dimensiones
El acero para herramientas P20 que suministramos está disponible en diversas formas, incluyendo barras redondas, chapas, losas, barras planas, barras cuadradas y bloques. Las dimensiones de las barras planas varían de: ancho 20–600 mm × espesor 20–400 mm × longitud 1000–5500 mm. Las dimensiones de las barras redondas varían de 20–400 mm de diámetro × longitud 1000–5500 mm. Las dimensiones de los bloques se obtienen cortando la barra plana.
Pruebas UT: septiembre de 1921-84 D/d, E/e.
Tratamiento de superficie: acabados superficiales originales negros, pelados, mecanizados/torneados, pulidos, rectificados o fresados.
Estado del inventario: No mantenemos stock. Organizamos la producción según los pedidos de los clientes.
Tiempo de entrega: Los materiales para horno de arco eléctrico (EAF) son de 30 a 45 días.
Preguntas frecuentes
1. ¿Qué es el acero para herramientas P20?
El acero para herramientas P20 es un acero versátil y de baja aleación, conocido por su buena tenacidad a niveles de resistencia moderados, excelente estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico y buena capacidad de pulido. Se suele vender pretemplado.
2. ¿Cuáles son las propiedades clave del acero P20?
Las propiedades clave del acero P20 incluyen una excelente estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico, buena capacidad de pulido y buena tenacidad a niveles de resistencia moderados. Tiene una densidad de 7861 kg/m³ (0,284 lb/in³) y una clasificación de maquinabilidad de 60-65%, equivalente a la de un acero al carbono 1%.
3. ¿Cuál es la dureza del acero P20?
El acero P20 se suministra generalmente con una dureza Brinell (HBW) de aproximadamente 300, equivalente aproximadamente a 30 Rockwell C (HRC). Puede templarse para alcanzar una dureza Rockwell C de entre 28 y 37. Para más información sobre esta cuestión, lea Dureza del acero P20.
4. ¿El acero para herramientas P20 está pre-endurecido?
Sí, el acero P20 se suministra generalmente pretemplado con una dureza aproximada de 300 HBW. Esto permite su uso directo en la fabricación de moldes sin necesidad de endurecimiento ni tratamiento térmico adicional, lo que reduce el tiempo de funcionamiento y mejora la eficiencia.
5. ¿Cuáles son las aplicaciones comunes del acero para moldes P20?
El acero para moldes P20 se utiliza ampliamente en cavidades y herramientas de moldes de inyección de plástico, así como en matrices de fundición a presión de zinc. También es ideal para moldes de plástico de gran tamaño. Otras aplicaciones incluyen portamatrices, soportes, soportes, herramientas de hidroconformado y diversos componentes en la industria automotriz, la ingeniería mecánica y la fabricación de herramientas (p. ej., punzones, fresas y herramientas de torneado).
6. ¿Cuál es la esperanza de vida típica del molde para el acero P20?
Para el acero P20 preendurecido (1.2311), la vida útil de la matriz puede alcanzar los 500.000 disparos. Algunos proveedores garantizan 100.000 disparos, y se sabe que los moldes P20 pueden fabricar miles de piezas.
7. ¿El acero P20 es adecuado para pulir?
Sí, el acero P20 es conocido por su buena capacidad de pulido. Es capaz de lograr un buen acabado pulido y ofrece un excelente acabado, crucial para aplicaciones de moldeo.
8. ¿Se puede nitrurar o carburar el acero P20?
Sí, los aceros para herramientas P20 se pueden nitrurar o carburar. La cementación o nitruración es una opción para lograr la máxima dureza superficial en aplicaciones como matrices de plástico para moldeo por compresión.
9. ¿Se utiliza el acero P20 para aplicaciones de alta temperatura?
Los aceros para herramientas P20 se utilizan habitualmente en aplicaciones de baja temperatura, como moldes de inyección. Sin embargo, en el campo de los moldes de fundición a presión, su excelente conductividad térmica y coeficiente de expansión térmica le permiten resistir el impacto de altas presiones y temperaturas en la fabricación de moldes, garantizando precisión y calidad.
10. ¿Cómo se compara el acero P20 con el acero 4140 para aplicaciones de moldes?
El acero P20 ofrece una excelente estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico y una buena capacidad de pulido, lo que lo hace ideal para aplicaciones de moldeo. En cambio, el acero 4140 es reconocido por su robustez y resistencia al impacto. Si bien el acero 4140 se utiliza generalmente para piezas sometidas a altas tensiones, como ejes y engranajes, en ocasiones puede sustituir a la placa de acero P20 en ciertas aplicaciones de la industria del moldeo.
11. ¿Cómo se compara el acero P20 con el acero S50C para el moldeo por inyección?
El P20 generalmente se considera mejor que el S50C para el acero de moldes. Para moldes de prototipado que requieren solo miles de piezas, el S50C es aceptable, pero para más de 10 000 piezas, es preferible el P20. El P20 ofrece mejor maquinabilidad y rendimiento de rectificado a espejo, y se recomienda con mayor frecuencia para moldes de plástico que el S50C, que presenta baja plasticidad por deformación en frío y un rendimiento de soldadura deficiente.
12. ¿El acero P20 es más caro que el acero 4140?
Sí, el acero P20 suele ser más caro que el acero 4140. Esto se debe a sus aplicaciones especializadas y a su composición química.
13. ¿Se puede utilizar el acero 4140 para aplicaciones de moldes?
Sí, el acero 4140 puede utilizarse en algunas aplicaciones de moldes, en particular en aquellas que requieren alta resistencia y resistencia al desgaste. Sin embargo, el acero P20 se selecciona con mayor frecuencia para moldes debido a su superior estabilidad dimensional al tratamiento térmico.
14. ¿Cuáles son los diferentes tipos o equivalentes del acero P20?
Además del estándar AISI P20, se conoce por sus equivalentes internacionales, como DIN 1.2311 y GB/T 3Cr₂Mo. También existen variantes como el P20+Ni (1.2738), con níquel añadido para una dureza uniforme en secciones más grandes y fácil de pulir, y el P20+S (1.2312), con mayor contenido de azufre para una mejor maquinabilidad, pero menos apto para el pulido.
15. ¿Qué normas se aplican al acero P20?
En los EE. UU., el acero P20 generalmente se adhiere a la Norma ASTM A681En Europa, es reconocido por la Norma DIN EN ISO 4957 (por ejemplo, 1.2311 y 1.2312), y en China, el grado equivalente es 3Cr2Mo bajo el estándar GB/T 1299.
16. ¿Cuál es la maquinabilidad del acero P20?
El acero P20 tiene una clasificación de maquinabilidad de 60-65% en comparación con un acero al carbono 1%. Se destaca por su Excelente rendimiento de corte y en general buena maquinabilidad.
17. ¿El acero P20 tiene buena soldabilidad?
Sí, se afirma que el acero para herramientas P20 se beneficia de buena soldabilidad.
18. ¿Qué es similar al material P20?
Cuando busque materiales similares al P20, encontrará principalmente una gama de aceros modificados con P20, como DIN 1.2738, 1.2311, 1.2312 y varias versiones de marca, que se basan en sus propiedades, así como otros aceros para herramientas y aceros inoxidables como H13(Acero H13 vs. P20), P21, A2, D2, y 420, que cumplen propósitos similares en la fabricación de moldes pero ofrecen diferentes equilibrios de propiedades como resistencia al desgaste, tenacidad o resistencia a la corrosión.
19. ¿Es soldable el P20?
Sí, el acero P20 es soldable, especialmente para reparaciones y fabricación, aunque se recomiendan precauciones y técnicas específicas para garantizar buenos resultados. Para más información sobre esta pregunta, lea ¿Es soldable el acero P20?
20. ¿Es P20 similar a 4140?
No, no son similares en cuanto a su diseño fundamental, procesamiento típico ni aplicaciones previstas. Para más información sobre esta pregunta, lea Acero P20 frente a 4140.
21. ¿El P20 es un acero con alto contenido de carbono?
El acero P20 es no acero con alto contenido de carbono. Su contenido de carbono generalmente se encuentra dentro del rango de aceros de medio carbono.
22. ¿Cómo aliviar el estrés P20?
El alivio de tensión para el acero P20 generalmente se recomienda a temperaturas entre 705 y 730 °C (1300 y 1350 °F).
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