Selección de aceros para matrices de acuñación

Causas de los fallos de los troqueles de acuñación

Los troqueles de estampación de monedas pueden dañarse por los siguientes problemas:

• Desgaste: la superficie de la matriz se desgasta, especialmente cuando la presión es baja y el material de la pieza es blando, el metal puede adherirse a la matriz, lo que provoca un mayor desgaste.
• Desabollado: la superficie del molde se presiona hacia abajo.
• Agrietamiento: el molde se agrieta, normalmente porque está sometido a demasiada presión o el diseño es demasiado complejo.

Acero de uso común en la industria de la plata - Acero templado al agua W1

En la industria de la orfebrería (por ejemplo, la fabricación de monedas de plata, cobre o acero inoxidable), el repujado de monedas suele realizarse con martillos de gota. El acero más utilizado para este fin es el acero endurecido al agua W1 con las siguientes características:

• Dureza de la superficie: 59 a 61 HRC (HRC es la unidad de dureza, y cuanto más alto es el número, más dura es).
• Propiedades de endurecimiento superficial: Sólo la capa superficial se endurece al enfriarse, y el interior permanece más blando. Esta característica confiere al molde una superficie dura (resistente al desgaste) y tenacidad (menos propenso al agrietamiento).
• Endurecimiento controlado: El grado de endurecimiento del acero puede controlarse con precisión.

Los aceros W1 son muy adecuados para situaciones en las que la presión no es demasiado elevada y la pieza es blanda, como el repujado de aleaciones de plata o cobre.

Retos y soluciones para los diseños en relieve profundo

Si una moneda tiene un diseño profundo (por ejemplo, un dibujo complejo), el acero endurecido al agua W1 puede fallar debido al agrietamiento. Para solucionar este problema, se dispone de los siguientes aceros:

1. Acero al carbono para herramientas de endurecimiento profundo: se endurece a mayor profundidad y puede soportar repujados más complejos.

2. Acero dulce (por ejemplo, S1 o L6):

• Dureza: 57 a 59 HRC.
• Índice de dureza: 6 a 8 (resistente y menos propenso a agrietarse).

3. Aceros de alta tenacidad (por ejemplo, H11 o H12):

• Dureza: 45 a 52 HRC (inferior a W1, pero mejor tenacidad).
• Debido a su menor dureza, la superficie se raya con facilidad. Puede protegerse añadiendo un cromado duro (de 0,127 a 0,254 mm, o de 0,005 a 0,010 pulgadas de espesor).

Selección de moldes pequeños

Para moldes pequeños que requieren una mayor resistencia al desgaste, pueden utilizarse los siguientes aceros:

• Acero templado al aceite O1: dureza de 56 a 58 HRC.
• Los aceros templados al aire A2 y D2 tienen una dureza de 56 a 58 HRC. Estos aceros funcionan mejor en moldes pequeños porque son resistentes al desgaste y adecuados para la impresión de alta precisión.

Cómo se fabrican las matrices - Hubbing

Los troqueles de estampación de monedas se fabrican mejor mediante el proceso de acuñado que mediante el mecanizado directo. Para ello se utiliza una fresa madre que presiona la forma del troquel y resulta mucho más barato que el mecanizado. Comportamiento de los distintos aceros en el proceso de acuñado:

• Los aceros O1 y A2 pueden prensarse en frío, pero pueden requerir un recocido intermedio (calentamiento para ablandar el acero y evitar que se agriete demasiado) entre impresiones.
• El acero W1 es más fácil de prensar. A la misma presión, el acero W1 tiene el doble de profundidad de indentación que el acero A2.

Resumen: Factores clave en la elección del acero

En resumen, hay que tener en cuenta los siguientes factores a la hora de elegir el acero para los troqueles de estampado de monedas:

• Resistencia al desgaste: la matriz debe poder utilizarse durante mucho tiempo sin desgastarse.
• Resistencia: el troquel no debe agrietarse fácilmente.
• Propiedades de endurecimiento: el equilibrio entre la dureza superficial y la tenacidad interna.
• Maquinabilidad: si es fácil de mecanizar o prensar el cubo.
• Coste: intentar reducir el coste mientras el rendimiento satisface la demanda.

Diferentes situaciones requieren diferentes aceros:

• El acero W1 es adecuado para el estampado poco profundo, la baja presión y la industria de la platería.
• Acero S1, L6: adecuado para el estampado profundo, cuando se requiere dureza.
• Acero H11, H12: cuando se requiere la máxima tenacidad, con cromado duro como protección.
• Aceros O1, A2, D2: moldes pequeños cuando se necesita una gran resistencia al desgaste.