Guía de tratamiento térmico del acero para herramientas S7

El acero para herramientas S7 se somete típicamente a un tratamiento térmico mediante un precalentamiento a 649-677 °C (1200-1250 °F), austenización a unos 940 °C (1725 °F), enfriamiento al aire para secciones de hasta 63,5 mm (2,5 pulgadas) y posterior revenido doble inmediato. Para la mayoría de las herramientas de trabajo en frío, el S7 se suele revenir a 204-260 °C (400-500 °F), obteniendo una dureza de trabajo típica de entre 56 y 58 HRC.

Aobo Steel suministra acero para herramientas S7 en estado recocido para mecanizado, fabricación de herramientas y posterior tratamiento térmico por parte del proveedor de tratamiento térmico del cliente. Para especificaciones, tamaños disponibles e información de suministro, consulte nuestra Página del producto Acero para herramientas S7. Si necesita barras o placas redondas S7 para herramientas resistentes a los golpes, contáctenos en [email protected]

Guía rápida para el tratamiento térmico del acero para herramientas S7

Fase del proceso	Temperatura	Tiempo de remojo	Método de refrigeración
Recocido	815–870 °C	1–1,5 horas/pulgada	Enfriar el horno a 482 °C, luego enfriar al aire.
Alivio del estrés	649–677 °C	1–2 horas/pulgada	Se prefiere refrigeración por horno
Precalentamiento	649–704 °C	Hasta que sea uniforme	-
Austenitización	940–982 °C	Controlado por el tamaño de la sección	Aire o aceite, según el tamaño de la sección.
Enfriamiento	-	-	Aire ≤63,5 mm; aceite o aceite de flasheo >63,5 mm
Templado	204–538 °C	2 horas/in, dos veces	Enfriamiento por aire entre ciclos

El tamaño de la sección influye notablemente en el método de temple y la dureza final. Las secciones delgadas y medianas normalmente alcanzan la dureza máxima mediante enfriamiento al aire, mientras que las secciones más gruesas pueden requerir un enfriamiento más rápido para evitar una baja dureza en el núcleo.

Proceso de tratamiento térmico paso a paso del acero para herramientas S7

1. Precalentamiento

Proteja el acero para herramientas S7 de la descarburación durante el calentamiento. Utilice un horno de atmósfera controlada, un horno de vacío, un baño de sales neutras o una lámina de acero inoxidable sellada.

Calentar uniformemente a 649–677 °C (1200–1250 °F) y mantener hasta que toda la sección transversal alcance dicha temperatura. Para secciones pequeñas, suele ser suficiente con mantener la temperatura durante 10–15 minutos después de que se estabilice.

El precalentamiento reduce el choque térmico, mejora la uniformidad de la temperatura y disminuye el riesgo de agrietamiento durante el aumento final hasta la temperatura de austenización.

2. Austenitización

Eleve la temperatura a unos 940 °C (1725 °F). El cronometraje debe comenzar solo después de que la pieza haya alcanzado la temperatura deseada.

El tiempo de remojo debe controlarse cuidadosamente. Una temperatura o un remojo excesivos pueden provocar el engrosamiento del grano, retención de austenita, menor tenacidad e inestabilidad dimensional.

Espesor de la sección	Tiempo de remojo recomendado
1/8 pulg. / 3,2 mm	30 minutos
1/4 pulg. / 6,4 mm	40 minutos
1/2 pulgada / 12,7 mm	45–50 min
3/4 pulg. / 19 mm	50–55 minutos
≥1 pulgada / 25 mm	Aproximadamente 1 hora/in

3. Enfriamiento

Para secciones de hasta 63,5 mm (2,5 pulgadas), utilice refrigeración por aire estático. Enfríe la pieza a unos 65 °C (150 °F) antes del templado.

Para secciones de más de 6,35 cm (2,5 pulgadas), utilice un método de enfriamiento más rápido. Se suele emplear un enfriamiento rápido en aceite: sumerja la pieza y agítela hasta que desaparezca el rojo vivo visible; luego, retírela y déjela enfriar al aire hasta aproximadamente 65 °C (150 °F).

El enfriamiento al aire proporciona un mejor control dimensional, mientras que el enfriamiento con aceite ayuda a que las secciones más grandes alcancen una dureza suficiente en toda la sección transversal.

4. Templado

Comience el proceso de templado inmediatamente cuando la pieza se enfríe a unos 65 °C (150 °F).

El acero S7 requiere un doble revenido. Cada ciclo de revenido debe mantenerse durante 2 horas por cada pulgada de espesor de la sección, seguido de un enfriamiento completo al aire hasta alcanzar la temperatura ambiente antes del segundo ciclo.

Para la mayoría de las herramientas de trabajo en frío, se recomienda un tratamiento térmico a 204-260 °C (400-500 °F). Esto suele producir una dureza de trabajo de entre 56 y 58 HRC.

Para aplicaciones que impliquen trabajo en caliente o a temperaturas elevadas, templar a 900–1000 °F (482–538 °C) para mejorar la estabilidad térmica.

El revenido a baja temperatura, por debajo de 400 °F, puede aumentar la dureza, pero también incrementa el riesgo de fragilidad y no se recomienda para aplicaciones industriales estándar, a menos que la máxima dureza sea la prioridad principal y cualquier pérdida de tenacidad sea aceptable.

Recocido y alivio de tensiones del acero para herramientas S7

1. Recocido

El acero para herramientas S7 se suministra normalmente recocido. El recocido posterior suele ser necesario únicamente para restaurar la maquinabilidad tras el endurecimiento o para reacondicionar herramientas.

El recocido debe realizarse en atmósfera controlada, horno de vacío o ambiente de sal neutra para evitar la descarburación.

Práctica de recocido recomendada:

Artículo	Recomendación
Temperatura	815–870 °C, normalmente alrededor de 843 °C
Tiempo de remojo	Aproximadamente 1,5 horas/pulgada
Refrigeración	Enfriar en horno a ≤14 °C/h hasta 482 °C, luego enfriar al aire.
dureza final	Normalmente no supera los 230 HB.

Un recocido adecuado mejora la maquinabilidad y prepara el acero para el posterior endurecimiento.

2. Alivio del estrés

Se recomienda el alivio de tensiones después de un mecanizado en bruto intenso, electroerosión, soldadura o al trabajar con geometrías complejas y secciones irregulares.

No es obligatorio para todas las piezas, pero cobra importancia cuando las tensiones residuales pueden provocar deformaciones o grietas durante el endurecimiento.

Práctica recomendada para aliviar el estrés:

Artículo	Recomendación
Temperatura	649–677 °C
Tiempo de remojo	1–2 horas/pulgada
Refrigeración	Se prefiere la refrigeración por horno.

Es importante un enfriamiento uniforme. Un enfriamiento desigual puede generar nuevas tensiones térmicas y reducir el beneficio del alivio de tensiones.

Dureza del acero para herramientas S7 después del tratamiento térmico

La dureza final del acero para herramientas S7 depende principalmente de la temperatura de austenización, el método de temple, el tamaño de la sección y la temperatura de revenido. Dado que el S7 se selecciona por su resistencia al impacto, el tratamiento térmico no debe centrarse únicamente en alcanzar la máxima dureza. El objetivo práctico es lograr un equilibrio estable entre la dureza Rockwell, la tenacidad y la resistencia al agrietamiento.

Tras un endurecimiento adecuado, el acero S7 puede alcanzar una dureza de entre 58 y 64 HRC en estado templado. Sin embargo, este acero es demasiado frágil para su uso en herramientas convencionales y debe ser revenido inmediatamente después del temple. Para la mayoría de las herramientas de trabajo en frío, la dureza de trabajo habitual es de entre 56 y 58 HRC tras el revenido.

Temperatura de revenido	Dureza aproximada	Significado práctico
Tal como se templó, antes del revenido.	58–64 HRC	Máxima dureza, pero demasiado frágil para su uso. Templar inmediatamente después del enfriamiento.
400–500 °F / 204–260 °C	56-58 HRC	Rango común de trabajo en frío para punzones, matrices, cuchillas de corte y herramientas sometidas a cargas de impacto.
Alrededor de 450 °F / 230 °C	Aproximadamente 58 HRC	Gama práctica de uso general cuando se requiere resistencia al desgaste y tenacidad al impacto.
500–900 °F / 260–482 °C	Aproximadamente 54–56 HRC	Rango de dureza estable con mayor tenacidad que a temperaturas de revenido más bajas.
900–1000 °F / 482–538 °C	Aproximadamente 48–52 HRC	Se utiliza para trabajos en caliente o aplicaciones a altas temperaturas donde la estabilidad térmica es más importante que la dureza máxima.
1050–1150 °F / 565–620 °C	Aproximadamente 45 HRC	Alto rango de revenido con ablandamiento significativo. Utilizar únicamente cuando se acepta una dureza menor.

Para aplicaciones de trabajo en frío, el acero S7 se suele templar a 400–500 °F para alcanzar una dureza de aproximadamente 56–58 HRC. Este rango es adecuado cuando la herramienta debe resistir simultáneamente impactos, astillamiento y desgaste moderado.

Para trabajos en caliente o a temperaturas elevadas, el acero S7 se suele templar a 900–1000 °F. Su dureza es menor, pero este acero es más adecuado para aplicaciones donde la estabilidad térmica y la resistencia al ablandamiento son más importantes que la dureza Rockwell máxima.

Generalmente, no se recomienda el revenido por debajo de 204 °C (400 °F) para herramientas industriales estándar. Si bien puede mantener una mayor dureza, también aumenta el riesgo de fragilidad y agrietamiento. Las herramientas S7 deben someterse a un doble revenido, con enfriamiento completo a temperatura ambiente entre cada ciclo, para reducir las tensiones internas y lograr una dureza final más fiable.

La dureza adecuada siempre debe seleccionarse según el modo de fallo de la herramienta. Si el desgaste es el problema principal, puede ser apropiado un rango de revenido inferior. Si el problema principal son las grietas, el astillamiento o el fallo por impacto, una dureza ligeramente inferior con mayor tenacidad suele ser más segura que buscar la máxima dureza.

Tratamiento térmico del acero para herramientas S7 según la aplicación.

El tratamiento térmico S7 debe ajustarse según las condiciones de trabajo de la herramienta. La variable principal suele ser la temperatura de revenido.

Aplicación	Rango de templado	Dureza típica	Prioridad principal
Herramientas para trabajo en frío, matrices, punzones, cuchillas de corte	400–500 °F / 204–260 °C	56-58 HRC	Equilibrio entre desgaste y resistencia
Herramientas para trabajo en frío con enfoque en la máxima dureza.	345–400 °F / 175–204 °C	Mayor dureza	Máxima resistencia al desgaste, menor tenacidad.
Herramientas para trabajos en caliente o moldeo de plástico	900–1000 °F / 482–538 °C	48–52 HRC	Estabilidad térmica
Herramientas dominadas por el choque	700–750 °F / 370–400 °C	Dureza moderada	Resistencia a la fractura
Equilibrio entre fuerza y resistencia	Alrededor de 575 °F / 300 °C	Dureza controlada	Resistencia a la fluencia y equilibrio de impacto

Para aplicaciones estándar de trabajo en frío, se suele utilizar una temperatura de 450 °F (aproximadamente 230 °C) para lograr una dureza estable y una buena resistencia al impacto.

Para aplicaciones a temperaturas elevadas, la temperatura de atemperado debe ser normalmente entre 25 y 50 °F superior a la temperatura de servicio prevista. Esto ayuda a prevenir el ablandamiento durante su uso.

Para herramientas sometidas principalmente a impactos, las temperaturas de revenido más elevadas suelen ser más adecuadas, ya que la tenacidad y la resistencia a la fractura son más importantes que la dureza máxima.

Selección del método de temple para acero para herramientas S7

El método de enfriamiento correcto depende principalmente del tamaño de la sección, la geometría y la sensibilidad a la distorsión.

Condición	Método	Proceso clave	Nota crítica
Secciones ≤63,5 mm	enfriamiento por aire	Enfriar en aire en calma después de la austenización.	Óptima estabilidad dimensional
Secciones >63,5 mm	Refrigeración a base de aceite	Utilice un enfriamiento más rápido para mejorar la dureza del núcleo.	La refrigeración por aire puede ser insuficiente
Secciones pesadas que requieren control de tensión	enfriamiento rápido con aceite	Enfriar en aceite hasta que desaparezca el rojo vivo, luego dejar enfriar al aire.	No utilice papel de aluminio de acero inoxidable.
Partes complejas o sensibles a la distorsión	Martmpering	Baño de sales a 595–650 °C, igualar la temperatura y luego enfriar al aire.	Reduce los gradientes térmicos

Para muchas herramientas S7, se prefiere el enfriamiento al aire porque reduce el riesgo de deformación. Sin embargo, para secciones grandes, el enfriamiento al aire por sí solo puede no proporcionar la velocidad de enfriamiento suficiente para lograr la dureza completa.

Problemas comunes en el tratamiento térmico del acero para herramientas S7

La mayoría de los fallos en el tratamiento térmico S7 están relacionados con el control de la atmósfera, el tamaño de la sección, las tensiones residuales, la temperatura excesiva o el revenido tardío.

Problema	Causa principal	Acción correctiva
Descarburación	Pérdida de carbono superficial en una atmósfera oxidante	Utilice vacío, atmósfera controlada, sal neutra o papel de aluminio sellado.
Distorsión o agrietamiento térmico	Gradientes térmicos, geometría pronunciada o tensión de mecanizado	Precalentar adecuadamente, aliviar las tensiones antes del endurecimiento, evitar esquinas afiladas.
Baja dureza en secciones grandes	La velocidad de enfriamiento es demasiado lenta en esa sección.	Para las secciones más gruesas, utilice refrigeración con aceite o temple rápido en aceite.
Sobrecalentamiento o austenita retenida	Temperatura de austenización o tiempo de remojo excesivos	Controlar estrictamente la temperatura y el tiempo de remojo.
Agrietamiento tras el enfriamiento	Templado retardado o tensión interna excesiva	Templar inmediatamente y aplicar doble templado.

La descarburación crea una capa superficial blanda que no puede endurecerse por completo, reduciendo así la resistencia al desgaste. El sobrecalentamiento aumenta el riesgo de retención de austenita, crecimiento del grano, inestabilidad dimensional y menor tenacidad. El revenido retardado es especialmente peligroso debido a que la estructura templada contiene altas tensiones internas.

Notas finales sobre el tratamiento térmico del acero para herramientas S7

El acero para herramientas S7 ofrece un excelente equilibrio entre resistencia al impacto, dureza y estabilidad dimensional cuando se somete a un tratamiento térmico adecuado. Para la mayoría de las aplicaciones, el proceso más seguro consiste en un precalentamiento controlado, una austenización precisa, un temple adecuado según el tamaño de la sección y un doble revenido inmediato.

La regla más importante es no buscar ciegamente la máxima dureza. El acero S7 se selecciona principalmente por su resistencia al impacto. Una dureza ligeramente menor con mejor tenacidad suele proporcionar una mayor vida útil de la herramienta que una dureza excesiva con poca resistencia a la fractura.

Nota: No ofrecemos servicios de tratamiento térmico S7. Aobo Steel suministra acero para herramientas S7 en estado recocido, y esta guía se proporciona como referencia técnica para ayudar a nuestros clientes en sus decisiones de procesamiento y aplicación. Si necesita acero para herramientas S7, puede visitar nuestra página web 👉 Página del producto de acero para herramientas S7 o contáctanos directamente 👉 [email protected].

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