acero para herramientas p20 | 1.2311

3. P20 Tratamiento térmico del acero para herramientas

Para lograr un rendimiento óptimo y una mayor durabilidad de sus componentes de acero para herramientas P20 es necesario un tratamiento térmico preciso.

3.1 Comprensión del estado de entrega del acero para herramientas P20

Normalmente, el acero para herramientas P20 se suministra pretemplado. Esto significa que ya ha sido sometido a un tratamiento térmico específico en el laminador, lo que le confiere una dureza generalmente de entre 28 y 40 HRC (dureza Rockwell C), aunque en ocasiones alcanza hasta 60 HRC. Este pretemplado ofrece una excelente maquinabilidad. Para muchas aplicaciones, como la fundición a presión de aleaciones de bajo punto de fusión, se pueden mecanizar cavidades directamente en este acero P20 pretemplado y poner el molde en servicio sin necesidad de un tratamiento térmico adicional a alta temperatura. Este método ofrece la importante ventaja de minimizar la distorsión y los cambios dimensionales.

3.1.1 Precalentamiento

El precalentamiento es un paso preparatorio fundamental para casi todos los aceros para herramientas, incluido el P20.

• ObjetivoPara minimizar el choque térmico cuando el acero se somete a temperaturas de endurecimiento más altas, reduciendo así el riesgo de distorsión o agrietamiento. También ayuda a aliviar las tensiones inducidas durante el mecanizado.
• ProcedimientoCaliente el componente P20 lenta y uniformemente a aproximadamente 650 °C (1200 °F). Asegúrese de que toda la sección transversal alcance esta temperatura. Una vez alcanzada la uniformidad, se suele mantener la temperatura entre 10 y 15 minutos.

3.1.2 Austenización (endurecimiento)

Esta es la etapa de alta temperatura donde se transforma la microestructura del acero.

• Objetivo:Calentar el acero P20 a una temperatura en la que su estructura se convierta en austenita y los carburos se disuelven, lo cual es esencial para lograr la dureza total. temple.
• ProcedimientoPara el acero para herramientas P20, la temperatura de endurecimiento suele estar entre 830 °C (1525 °F) y 845 °C (1550 °F). El tiempo de temple a esta temperatura es crucial: deje de 45 a 60 minutos para componentes de hasta 25 mm (1 pulgada) de espesor. Para secciones más gruesas, mantenga el temple de 45 a 60 minutos adicionales por cada pulgada de espesor.

3.1.3 Enfriamiento

Es necesario un enfriamiento rápido para lograr la dureza deseada.

• Objetivo:Enfriar el acero austenitizado P20 lo suficientemente rápido para transformar la austenita en martensita, una microestructura muy dura.
• ProcedimientoEl acero P20 es de templabilidad media y normalmente se templa en aceite. El aceite proporciona un enfriamiento más lento y menos severo que el agua, lo que reduce el choque térmico y las tensiones internas. Tras el temple, el acero debe enfriarse a 66-93 °C (150-200 °F) antes de proceder al revenido.

3.1.4 Revenido

El revenido se realiza inmediatamente después del endurecimiento para refinar las propiedades del acero.

• Objetivo:Para aliviar las tensiones internas desarrolladas durante el enfriamiento, aumentar significativamente la tenacidad, reducir la fragilidad y transformar cualquier austenita retenida.
• ProcedimientoCalentar el componente P20 templado lenta y uniformemente hasta alcanzar la temperatura de revenido seleccionada. Para P20, esta suele oscilar entre 200 °C y 650 °C (390 °F y 1200 °F), siendo habitual entre 400 y 550 °C (750 y 1020 °F), dependiendo de la dureza final requerida. Mantener la temperatura de revenido durante aproximadamente 2 horas por cada 2,5 cm de sección transversal. Se recomienda encarecidamente realizar varios ciclos de revenido (p. ej., dos ciclos de 2 horas cada uno) para P20 a fin de garantizar un alivio de tensiones óptimo y una estabilidad microestructural óptima.

3.2 Procesos de tratamiento térmico especializados para acero P20

Más allá del ciclo estándar de endurecimiento y revenido, otros tratamientos pueden ser beneficiosos para el acero para herramientas P20.

3.2.1 Alivio de tensión P20 antes del endurecimiento

Si se ha realizado un mecanizado extenso en el componente P20, es aconsejable aliviar la tensión antes del proceso de endurecimiento final.

• Propósito:Para minimizar el riesgo de distorsión y agrietamiento durante las etapas posteriores de austenización y temple.
• ProcedimientoCalentar el acero lentamente a 705-730 °C (1300-1350 °F). Mantener esta temperatura durante un mínimo de 2 horas o 30 minutos por cada pulgada de la sección transversal más grande. A continuación, enfriar lentamente al aire.

3.2.2 Carburación de P20 para una mayor dureza superficial

Para aplicaciones que requieren una resistencia superior al desgaste de la superficie, como en el moldeo de plástico, el acero para herramientas P20 se carburiza con frecuencia.

• Propósito:Introducir carbono en la capa superficial del acero, aumentando significativamente su dureza superficial.
• ResultadoUna superficie de P20 carburizada puede alcanzar niveles de dureza de hasta 65 HRC en estado de temple. Es importante tener en cuenta que las temperaturas de carburización superiores a 870 °C (1600 °F) pueden afectar negativamente la capacidad de pulido del P20. La capa carburizada también se ablanda con mayor facilidad durante el revenido que el material del núcleo.

3.3 Gestión de cambios dimensionales en el tratamiento térmico P20

El P20, al ser un acero de temple en aceite, generalmente presenta menos cambios dimensionales durante el tratamiento térmico en comparación con los aceros de temple en agua. Se espera un crecimiento dimensional de aproximadamente +0,0015 pulgadas por pulgada. Implementar un alivio de tensiones adecuado antes del temple y seguir los procedimientos de revenido correctos son clave para controlar y minimizar la distorsión.