Selección de acero para herramientas para matrices de laminación
Las matrices de laminación se utilizan para estampar láminas delgadas de acero eléctrico para transformadores, motores y armaduras. El proceso se lleva a cabo a temperatura ambiente y es completamente en frío.
Durante la producción, el troquel se somete a elevadas cargas de compresión e impactos cíclicos continuos debido al estampado a alta velocidad. Al mismo tiempo, el contacto repetido con láminas delgadas provoca un desgaste progresivo en los bordes. Los principales modos de fallo son el desgaste abrasivo y adhesivo (por rozamiento), mientras que no intervienen daños térmicos.
Dado que no hay presencia de temperaturas elevadas, propiedades como la resistencia a la fatiga térmica y la dureza en caliente no influyen en la selección del material.
Factores de selección
La selección del acero para matrices de laminación se rige por el modo de fallo real del filo de la matriz. En la mayoría de los casos, la decisión se reduce a si el desgaste o el astillamiento limitan la vida útil de la herramienta.
Resistencia al desgaste
Cuando el desgaste del filo determina la vida útil de la herramienta, se requiere un mayor contenido de carburo para mantener los filos de corte afilados durante largos ciclos de producción. Esto mejora la resistencia a la abrasión del material en láminas, pero aumenta la fragilidad.
Dureza
Cuando se producen astillamientos o grietas en el filo antes de un desgaste significativo, se requiere una mayor tenacidad. La tenacidad determina la resistencia a la microfractura inducida por impacto en el filo de corte, especialmente en condiciones de estampado a alta velocidad o inestables.
Estabilidad dimensional
Para matrices con tolerancias estrictas o geometrías complejas, la distorsión durante el tratamiento térmico puede ser una limitación práctica. Se prefieren los aceros de endurecimiento al aire cuando mantener la precisión dimensional es fundamental.
Aceros para herramientas recomendados
Las siguientes calificaciones se seleccionan en función del mecanismo de falla que predomina en la aplicación.
AISI D2 (Acero con alto contenido de carbono y cromo)
El acero D2 se utiliza cuando el desgaste es el principal factor limitante. Su alto contenido de carburo proporciona una gran resistencia al desgaste de los filos, lo que permite un rendimiento estable en largas series de producción.
Su limitación radica en su reducida tenacidad. Cuando el filo de la matriz es delgado, está mal soportado o expuesto a variaciones de impacto, puede producirse astillamiento antes de que el desgaste se vuelva crítico. Dureza típica: 58–62 HRC
Acero para herramientas AISI A2 | 1.2363 | SKD12
Se elige el acero A2 cuando el astillamiento del filo limita la vida útil de la herramienta. Ofrece mayor tenacidad que el D2, lo que reduce el riesgo de rotura del filo ante impactos repetidos.
Su resistencia al desgaste es inferior a la del acero D2, por lo que resulta más adecuado para volúmenes de producción moderados o condiciones en las que la estabilidad es más importante que la vida útil máxima del filo. Dureza típica: 56–60 HRC.
Acero para herramientas AISI M2 | 1.3343 | SKH51
El acero M2 se utiliza en aplicaciones donde los aceros estándar para trabajo en frío se desgastan con demasiada rapidez. Su mayor dureza y distribución más fina de carburos mejoran la resistencia al desgaste rápido de los bordes, especialmente al estampar aceros eléctricos abrasivos.
Debido a su menor tenacidad que la del acero A2, requiere un diseño de matriz estable y un soporte suficiente para evitar la rotura del filo. Dureza típica: 60–66 HRC
Acero para herramientas AISI L6 | 1.2714 | SKT4
El acero L6 se utiliza cuando la fractura o el astillamiento severo son la causa principal de la falla de la herramienta. Su alta tenacidad permite que la matriz resista condiciones de impacto que provocarían una fractura frágil en aceros de mayor aleación.
Este grado sacrifica la resistencia al desgaste y generalmente se utiliza solo cuando los grados D2 o A2 fallan debido al agrietamiento. Dureza típica: 52–58 HRC (para aplicaciones de estampado).
Tabla de resumen
| Grado de acero para herramientas | Dureza típica | Ventaja primaria | Mejor caso de uso |
| AISI D2 | 58–62 HRC | Gran resistencia al desgaste | Carreras largas donde predomina el desgaste de los bordes. |
| AISI A2 | 56–60 HRC | Mayor resistencia | Riesgo de astillamiento, condiciones de estampado inestables |
| AISI M2 | 60–66 HRC | Resistencia superior al desgaste a alta dureza. | Hojas abrasivas, desgaste rápido de los bordes |
| AISI L6 | 52–58 HRC | Alta resistencia al impacto | Prevenir grietas o roturas en los bordes. |