Esta sección explica la importancia de la selección del acero para herramientas con el fin de ayudar a nuestros clientes a elegir el acero adecuado para las diferentes aplicaciones de herramientas.
Primero, Consulte el artículo de nuestro blog que explica “Qué es el acero para herramientas." Entonces, Considere cómo elegir el acero para herramientas.
Importancia de la selección del acero para herramientas
El primer paso para seleccionar un acero para herramientas es confirmar su aplicación prevista. Por ejemplo, una broca se utiliza para perforar agujeros, por lo que debe ser... tener puestoResistente a altas temperaturas. Por ejemplo, un punzón se utiliza para estampar o cortar, por lo que, naturalmente, el material debe ser resistente al desgaste y tenaz (una alta tenacidad significa que no se romperá fácilmente).
Dividamos el acero para herramientas en seis categorías, según sus aplicaciones:
- Corte: El acero resistente al desgaste y al calor es necesario para las brocas y fresas.
- Cizallado y punzonado: Para punzones y moldes, el acero de cizallado o punzonado debe cumplir los requisitos de resistencia al desgaste y tenacidad.
- Moldeo: como los moldes de plástico, los moldes de forja y los moldes de acero, deben ser fáciles de procesar y se pueden pulir sin problemas.
- Estiramiento y extrusión: como marcos de aluminio, barras de acero estiradas en frío, resistentes al desgaste y no se deforman fácilmente.
- Laminación: Laminado de barra redonda, chapa plana, requisitos de resistencia al desgaste y al calor.
- Varios: martillar, limar y raspar, con necesidades específicas para cada aplicación.
Características de rendimiento del acero para herramientas
Dividimos las propiedades del acero para herramientas en propiedades primarias y secundarias:
Propiedades principales
Estas son las características fundamentales del acero:
- Resistencia al desgaste: La capacidad del acero para resistir el desgaste. Por ejemplo, las herramientas de corte deben mantenerse afiladas durante un período prolongado.
- Tenacidad: El acero puede resistir la fractura. Por ejemplo, el punzón debe resistir el impacto.
- Resistencia al calor: El acero también puede mantener su rendimiento a altas temperaturas. Por ejemplo, las brocas de alta velocidad se ven afectadas por el calor por fricción.
La dureza también es un punto muy importante, pero no es una propiedad natural. Requiere un tratamiento térmico adecuado para ajustarse. Cuanto mayor sea la dureza, menos deformable será, lo que la hace adecuada para altas presiones.
Propiedades secundarias
Estas son características que afectan el proceso de fabricación de herramientas:
- Maquinabilidad: el material se puede mecanizar fácilmente en la forma de la herramienta.
- Rectificabilidad: facilidad con la que se puede rectificar (pulir) el acero.
- Pulibilidad: si el material puede pulirse suavemente, como en el caso de los moldes de plástico que necesitan una superficie lisa.
- Seguridad en el tratamiento térmico: El tratamiento térmico del acero puede aumentar su susceptibilidad al agrietamiento.
- Distorsión en el tratamiento térmico: La forma del material después del tratamiento térmico cambia mucho.
- Rango de tratamiento térmico: El rango de temperaturas de tratamiento térmico que puede aceptar el acero.
- Disponibilidad: Este material no está fácilmente disponible en el mercado.
- Precio: el coste no es elevado, por supuesto.
Compromisos en la selección del acero para herramientas
A la hora de elegir un acero para herramientas, existe un equilibrio entre las propiedades: el aumento de la resistencia al desgaste y al calor suele disminuir la tenacidad, mientras que el aumento de la tenacidad puede deteriorar la resistencia al desgaste y al calor.
Por ejemplo, un punzón que necesita resistencia al desgaste podría estar hecho de acero A2, pero este no es lo suficientemente tenaz y es propenso a agrietarse. Si se sustituye por acero S7, que tiene mayor tenacidad y es menos propenso a la deformación durante el tratamiento térmico, la resistencia al desgaste sería peor que la del acero A2.
Por eso decimos que ningún acero es perfecto para todas las necesidades. Según la aplicación, es importante encontrar la mejor combinación de propiedades primarias y secundarias.
Primer paso en la selección de aceros para herramientas
La siguiente tabla sirve como guía preliminar para la selección de acero para herramientas. En resumen, ayuda a ingenieros y clientes a elegir sistemáticamente el acero para herramientas más adecuado para cada aplicación. Primero, determine la función de la herramienta: corte, cizallamiento o conformación. A continuación, examine las condiciones de trabajo específicas, como cortes ligeros a baja velocidad o cortes pesados a alta velocidad. Finalmente, la tabla indica las propiedades clave que debe poseer el acero para herramientas seleccionado en estas condiciones, junto con los rangos de grado de rendimiento específicos. Por ejemplo, la resistencia al desgaste debe alcanzar los grados 4-8, mientras que la tenacidad debe alcanzar los grados 1-3. Esto hace que el proceso de selección de materiales sea más científico y preciso, evitando decisiones incorrectas basadas únicamente en la experiencia. Sirve como una herramienta de referencia invaluable, que permite a los usuarios identificar rápidamente las especificaciones de rendimiento requeridas para la selección del acero.
| Estas son las características principales que se requieren en el acero para herramientas: | Y pueden requerirse estas características menores: | En estas condiciones: | Estas propiedades principales(a) deben buscarse | |||
| Si la herramienta: | Resistencia al desgaste | Dureza | Dureza en caliente | |||
| Recortes | Resistencia al desgaste y al efecto suavizante del calor. | Molienda y tenacidad | Cortes de luz, velocidades lentas | 4-8 | 1-3 | 1-6 |
| Cortes pesados, velocidades rápidas | 7-9 | 1-3 | 8-9 | |||
| Tijeras | Resistencia al desgaste y tenacidad | Seguridad en el endurecimiento y ligera distorsión en el endurecimiento | Stock fino, tiradas cortas | 4-6 | 1-7 | (b) |
| Stock fino, tiradas largas | 6-9 | 1-7 | (b) | |||
| Stock pesado, tiradas cortas | 2-4 | 7-9 | (b) | |||
| Stock pesado, tiradas largas | 3-5 | 7-9 | (b) | |||
| Formularios | Resistencia al desgaste | Maquinabilidad y tenacidad | Carreras cortas y frías | 4-6 | 1-7 | (b) |
| Carreras largas y frías | 7-9 | 1-4 | (b) | |||
| Carreras cortas y calientes | 3-6 | 6-9 | 5-7 | |||
| Carreras largas y calurosas | 4-6 | 6-9 | 7-9 | |||
| Sorteos | Resistencia al desgaste | Ligera distorsión en el endurecimiento. | Carreras cortas | 4-6 | 1-7 | (b) (b) |
| Carreras largas | 7-9 | 1-4 | ||||
| Extruye | Resistencia al efecto suavizante del calor, tenacidad y resistencia al desgaste. | … | Frío | 4-9 | 1-7 | (b) 5-7 |
| Caliente | 3-6 | 6-9 | ||||
| Rollos | Resistencia al desgaste | … | Carreras cortas | 4-6 | 1-7 | (b) |
| Carreras largas | 7-9 | 1-4 | (b) | |||
| Bateadores | Dureza | Resistencia al desgaste | Carreras cortas | 2-4 | 7-9 | (b) |
Comparador de acero para herramientas y matrices
Guía de selección de acero para herramientas
| Aplicación | General | Mejor |
| Yunque | S5, S7 | |
| cenadores | O1, O6, A2, D2 | |
| Herramientas para golpear (en frío) | S5 | S7 |
| Herramientas de herrero | S5 | S7 |
| Herramientas de calderería | S5 | S7 |
| Tijeras para pernos | A2 | S5 |
| Herramientas de mandrilado | M2 | |
| Matrices de freno | 4140 HT | A2 |
| Brochas—metalurgia | M2 | M4 |
| Herramientas de bruñido | A2, D2 | M2 |
| Cinceles | ||
| Herrero | S5 | S7 |
| Astillado | S5 | S7 |
| Trabajo en frío | S5 | S7 |
| Grabado | S5 | T1 |
| Corte de archivos | D2 | M2 |
| Mano | S5 | S7 |
| Trabajo en caliente | S7 | M2 |
| Mandíbulas de mandril | S5 | S7 |
| Piezas del embrague | S5 | S7 |
| Pinzas | O1 | S5, S7 |
| Rompedores de hormigón | S5 | |
| Cortadores | ||
| Herramientas de formulario | M2 | M4 |
| Molienda | M2 | |
| Papel | D2 | M2, M4 |
| Tubo | S5, S7 | M2 |
| Hilo | M2 | M4 |
| Carpintería | O1 | M2 |
| Herramientas de corte | ||
| Frío | H13 | M2 |
| Caliente | H13, H21 | M2 |
| Muere | ||
| Doblado | O1, O6 | A2, D2 |
| Blanqueo (frío) | O1, O6 | A2, D2 |
| Blanqueo (caliente) | H13, S7 | H21 |
| Freno | 4140 HT | A2 |
| Acuñación | O1 | A2, D2 |
| Encabezado en frío | A2, D2 | M2 |
| Fundición a presión | H13 | |
| Fundición a presión (latón) | H13 | H2 |
| Realce | A2 | D2 |
| Extrusión (en frío) | D2 | M2 |
| Extrusión (en caliente) | ||
| Aluminio | H13 | |
| Cobre y latón | H21 | |
| Forja (en caliente) | H13, S7 | H21, H43 |
| Conformado (en frío) | O1 | A2, D2 |
| Conformado (en caliente) | H13, S7 | H21 |
| Pinza (fría) | O1, S7 | A2, D2 |
| Pinza (caliente) | S7, H13 | H21 |
| Laminación | A2 | D2, M2 |
| Estampado (en frío) | S7 | D2 |
| Estampado (en caliente) | H13, S7 | H21 |
| Rollo de hilo | D2 | M2 |
| Recorte (en frío) | O1, A2 | D2 |
| Recorte (caliente) | S7, H13 | H21 |
| Dibujo de alambre | D2 | M4 |
| ejercicios | ||
| Plano, pala | M2 | |
| Girar | M2 | |
| Bujes de perforación | S5 | |
| Rodillos de accionamiento | D2 | D7 |
| Bloques ficticios | ||
| Extrusión en caliente | H13 | H21 |
| Fresas | M2 | |
| Calibres | A2 | D2 |
| Placas de cocción | ||
| Corte | M2 | T1 |
| Maestro | S7 | A2, D2 |
| Cuchillos | ||
| Alegre | A2, A8 | D2, M2 |
| Papel | D2 | M2 |
| Giratorio | A8 | D2 |
| cizallamiento (frío) | A2, D2 | S7 |
| cizallamiento (caliente) | H13, S7 | H21 |
| Carpintería | A2, D2 | M2, 440 Acero inoxidable |
| Torno | ||
| Centros | A2 | D2 |
| Herramientas | M2 | M42 |
| Mandriles | ||
| Trabajo en frío | O1, A2 | D2 |
| Extrusión en caliente | H13, S7 | H21 |
| Moldes | ||
| Plástico | A2, H13, 420, S7 | |
| Herramientas de cepillado | M2 | |
| Calibres de enchufe | A2 | D2 |
| Herramientas neumáticas | S5 | S7 |
| Punzones | ||
| Centro | S5 | S7 |
| Extrusión en frío | A2 | D2, M2 |
| Encabezado en frío | S7, A2, D2, M2 | D2, M2 |
| Dibujar | A2, D2, M2 | |
| Trabajo en caliente | S7, H13, M2 | |
| Perforación | A2, S7 | |
| Guarnición | S5, S7 | A2, D2 |
| Escariadores | M2 | |
| Rollos | ||
| Formando | O1, A2 | D2, D7 |
| Costura | O1, A2 | D2, D7 |
| Puntas de destornillador | S5 | |
| Herramientas de modelado | M2 | |
| Cuchillas de corte | ||
| Frío (medidor de luz) | A2 | D2 |
| Frío (calibre grueso) | S5 | S7 |
| Caliente | S7, A8 | |
| Sellos | ||
| Frío | S5 | |
| Caliente | S7 | |
| Grifos | O1 | M2 |
Ejemplo de selección de acero para herramientas
Al estampar placas de acero de 3/8 de pulgada de espesor con acero A2, el problema del agrietamiento de los bordes puede deberse a su falta de tenacidad. Si bien el acero A2 tiene buena resistencia al desgaste, se debilita al ser sometido a impactos. Para solucionar este problema, consideremos elegir el acero más dúctil. L6, A8, S1Aceros S5 o S7. El acero S7 puede ser superior debido a su seguridad en el tratamiento térmico y baja distorsión. Sin embargo, la desventaja es que el acero S7 tiene una menor resistencia al desgaste en comparación con el acero A2, lo que puede provocar un desgaste más rápido. Es un nombre complejo. Por lo tanto, en la práctica, ningún acero 100% es ideal para todas las situaciones y debe seleccionarse según la aplicación.
Otras consideraciones
Además de seleccionar el acero para herramientas, es importante considerar si el diseño de la herramienta es adecuado. Les daré un ejemplo para ver si la forma del punzón es adecuada. ¿Es correcto el proceso de tratamiento térmico? ¿Afectan las temperaturas y los tiempos al rendimiento? ¿Se utiliza y mantiene correctamente la herramienta, y si recibe el mantenimiento adecuado? Además del acero para herramientas, considere materiales como aceros martensíticos envejecidos, carburos con uniones de acero y aleaciones de cobre-berilio. Reemplazar el acero no necesariamente resolverá el problema; es necesario un examen y un análisis exhaustivos.
En resumen
La selección del acero para herramientas busca lograr el menor costo por producto o la menor cantidad de problemas de producción con el acero más adecuado. Sin embargo, el acero para herramientas no es la panacea y no se puede esperar que nunca se deteriore. Al seleccionar el acero, se debe considerar la combinación de uso, rendimiento y costo, y es fundamental mantener una comunicación fluida con el proveedor de acero, el fabricante de herramientas y el especialista en tratamiento térmico. No dude en contactarnos. Nuestra empresa ofrece los aceros para herramientas más comunes del mercado. Para más información, haga clic en aceros para herramientas.
