Catálogo de aceros para moldes de plástico

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¿Qué es el acero para moldes de plástico?

El acero para moldes de plástico se utiliza principalmente para fabricar moldes para el conformado y procesamiento de materiales plásticos. Se clasifica como "acero del grupo P" en la norma. AISI Sistema de clasificación y como acero para herramientas de trabajo en frío en las normas EN/DIN. La temperatura en los procesos de moldeo de plástico suele ser inferior a 200 °C. En comparación con el moldeo de metal, la resistencia al calor o al desgaste del acero para moldes de plástico no suele ser crítica, pero los requisitos de calidad superficial son muy altos.

Muchos aceros para moldes de plástico se suministran pretemplados (p. ej., los grados P20 a 32 HRC, DIN 1.2711 a 40 HRC). Esto elimina la necesidad de que el fabricante del molde realice un tratamiento térmico final, minimizando el riesgo de distorsión y reduciendo el tiempo y el coste total de fabricación. Si no están pretemplados, los aceros se suelen vender recocidos para facilitar el conformado y posteriormente se templan mediante tratamiento térmico.

Grados de acero específicos

Se utilizan comúnmente varios grados específicos de acero para herramientas para moldes de plástico, elegidos en función de la complejidad de la pieza, el volumen de producción y el acabado de superficie requerido:

1. Aceros de la serie PLos grados más comunes son P20(1.2311), P20S(1.2312) y P20Ni(1.2738). Los grados de bajo contenido de carbono, como P2, P4 y P6, se utilizan típicamente para cavidades con "cono" (tallado), donde un cubo maestro de acero endurecido se introduce a presión en una pieza bruta de matriz más blanda para formar la impresión.
2. Aceros para trabajo en caliente – H13Un excelente acero para moldes de plástico y matrices de fundición a presión. Presenta excelente resistencia al revenido, menor tendencia al agrietamiento y mínima distorsión con el endurecimiento al aire. Al tratarse térmicamente para alcanzar una dureza mayor (>50 HRC), ofrece excelente capacidad de pulido y responde muy bien a la nitruración, alcanzando una alta dureza superficial.
3. Aceros inoxidables martensíticos–acero inoxidable 420 y modificacionesSe utiliza comúnmente en moldes de inyección, especialmente para plásticos corrosivos o en condiciones atmosféricas severas, ya que proporciona resistencia inherente a la corrosión sin necesidad de cromado. Puede alcanzar un acabado brillante y una buena estabilidad dimensional tras el tratamiento térmico. Sin embargo, el revenido en un rango específico (425-595 °C) puede causar fragilización y pérdida de resistencia a la corrosión.
4. Aceros resistentes a los golpes – S7. Recomendado para moldes que requieren una resistencia al impacto muy alta.
5. Aceros para herramientas de trabajo en frío (por ejemplo, A2, D2). Se utiliza para aplicaciones que exigen mayor resistencia al desgaste, especialmente al moldear plásticos abrasivos (por ejemplo, plásticos reforzados con fibra).

Propiedades

1. Pulibilidad y texturabilidad. Los plásticos fundidos pueden reproducir detalles minuciosos en la superficie del molde, lo que hace que una superficie perfecta y sin defectos sea crucial para la apariencia del producto final. La alta dureza superficial del acero para moldes de plástico mejora significativamente la pulibilidad y minimiza defectos de pulido como la "piel de naranja" (endurecimiento por deformación localizada).
2. Dureza y resistenciaLa alta dureza superficial y la alta resistencia del núcleo del acero para moldes de plástico evitan que la cavidad se hunda bajo altas presiones de inyección. Si bien la dureza de los moldes de plástico pretemplados suele oscilar entre 30 y 40 HRC, su superficie puede endurecerse mediante carburación o nitruración para una mayor resistencia al desgaste.
3. Dureza y resistencia a los golpesLos moldes están sujetos a choques mecánicos durante su funcionamiento (apertura/cierre) y a choques térmicos debido a los ciclos rápidos de calentamiento/enfriamiento, especialmente en máquinas de ciclos rápidos. Una buena tenacidad puede prevenir el agrietamiento.
4. Estabilidad dimensionalMinimizar la distorsión o el cambio dimensional durante el tratamiento térmico es fundamental para los moldes de precisión.
5. MaquinabilidadEl mecanizado representa una parte significativa (hasta 70%) del coste total de fabricación del molde. Los aceros más fáciles de mecanizar pueden reducir significativamente los costes totales.
6. Resistencia a la corrosión. Esencial cuando se procesan plásticos corrosivos (por ejemplo, cloruro de polivinilo (PVC), que puede liberar HCl al degradarse) o cuando los moldes se almacenan en ambientes húmedos.
7. SoldabilidadUna buena soldabilidad es beneficiosa para la reparación y el mantenimiento del molde, lo que puede prolongar la vida útil de la herramienta.

Tratamientos de superficies

• Carburación:Un proceso en el que se difunde carbono en la superficie para aumentar la dureza y la resistencia al desgaste, particularmente para aceros para moldes con bajo contenido de carbono como P2 y P6.
• NitruraciónDifunde nitrógeno en la superficie, lo que aumenta significativamente la dureza y la resistencia a la corrosión, y reduce la fricción. El acero H13 responde muy bien a la nitruración.
• Recubrimiento de cromo/níquelSe puede aplicar para resistencia al desgaste o protección contra la corrosión, especialmente contra plásticos agresivos como el PVC. Sin embargo, el uso de aceros inoxidables resistentes a la corrosión puede eliminar la necesidad de recubrimiento.
• Endurecimiento por llama:Se utiliza para el endurecimiento localizado de zonas específicas sujetas a desgaste o brinelling.

Desafíos y defectos

• Defectos de pulido:Puede incluir “agujeros” debido a inclusiones no metálicas y “piel de naranja” debido al endurecimiento por deformación localizada durante el pulido excesivo.
• Problemas de textura:Una preparación deficiente de la superficie o inhomogeneidades microestructurales pueden generar resultados de grabado desiguales.
• Distorsión durante el tratamiento térmico:Pueden ocurrir expansiones, contracciones, deformaciones y cambios de forma, lo que requiere un control preciso e idealmente, el uso de grados preendurecidos o endurecidos al aire.

Aplicaciones

Moldeo por inyección de termoplásticos
Moldeo por compresión de plásticos termoestables
Moldeo por soplado y extrusión
Matrices de fundición a presión: se utilizan para aleaciones de bajo punto de fusión, como estaño, zinc y plomo.
Moldes para productos de vidrio: Algunos aceros para moldes también se utilizan para la fabricación de vidrio, requiriendo propiedades como alta resistencia al desgaste, resistencia a la formación de incrustaciones, resistencia a altas temperaturas y capacidad de pulido.

Preguntas frecuentes