Selección de aceros para herramientas para conformado y estirado
En los procesos de conformado de metales, las matrices con frecuencia están sometidas a presiones de contacto extremadamente altas, altas velocidades de deslizamiento y altas temperaturas. La razón para seleccionar acero para herramientas y matrices es prevenir la deformación plástica bajo altas tensiones y suprimir eficazmente el desgaste adhesivo, que se encuentra comúnmente al procesar acero inoxidable o acero avanzado de alta resistencia (AHSS).
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Recomendaciones para la selección de material
Tratamiento superficial y estabilidad del sustrato
En aplicaciones de conformado de AHSS o acero inoxidable, se emplean comúnmente tratamientos superficiales PVD o TD para suprimir el desgaste adhesivo y reducir la fricción. El rendimiento del recubrimiento depende de la capacidad del sustrato para soportar la capa delgada dura, lo que hace necesario evitar el “efecto cáscara de huevo” inducido por la deformación del sustrato. En comparación con D2, DC53 (8% Cr) sirve como un sustrato de recubrimiento superior. Exhibe propiedades significativas de endurecimiento secundario durante el revenido a alta temperatura a 500–550°C, asegurando que el sustrato no se ablande durante el recubrimiento. Mantiene consistentemente una dureza de >60 HRC, proporcionando soporte estable para el recubrimiento bajo altas cargas.
Conformado de acero de alta resistencia (HSS)
En comparación con el acero de bajo carbono, el conformado de HSS y AHSS implica presiones de contacto y temperaturas extremadamente altas, aumentando significativamente el riesgo de desgaste adhesivo y deformación de la matriz. El acero D2 convencional difícilmente cumple con estas condiciones exigentes debido a su baja tenacidad y carburos eutécticos gruesos en la microestructura, que fácilmente inducen la iniciación de grietas. Para aplicaciones de acero de alta resistencia, se deben seleccionar grados de metalurgia de polvos o DC53 (acero modificado con 8% Cr). Su combinación de alta resistencia a la compresión y alta tenacidad reduce la deformación plástica en las matrices y reduce el riesgo de desportillado.
Tabla comparativa
| Calificación | Resistencia al agarrotamiento | Resistencia a la compresión | Tenacidad | Mejor aplicación |
| D2 (1,2379) | Moderado | Alto | Bajo | Conformado de servicio pesado de AHSS; sustrato para recubrimientos PVD/TD; matrices complejas que requieren tenacidad. |
| DC53 (8% Cr) | Alto | Muy alto | Alto | Conformado de uso general, matrices de series cortas y tolerancias menos exigentes. |
| Cr12MoV | Bajo/Moderado | Moderado | Moderado | Conformado de uso general; matrices de series cortas; tolerancias menos exigentes. |
Preguntas frecuentes
Necesita un acero que combine alta tenacidad para soportar cargas de impacto y alta dureza para retrasar el desgaste del borde. Esta combinación ayuda a mantener ángulos de plegado precisos y a controlar eficazmente el retorno elástico.
Seleccione un acero para herramientas con bajo coeficiente de fricción y alta resistencia a la fluencia por compresión. Estas propiedades previenen el desgaste adhesivo y los rayones superficiales causados por el contacto deslizante de alta presión durante el proceso de estirado.
Se recomiendan grados de metalurgia de polvos, como DC53, debido a su alta resistencia a la compresión y tenacidad. El D2 convencional a menudo falla en estas aplicaciones porque su baja tenacidad puede inducir agrietamiento.
DC53 exhibe un endurecimiento secundario significativo, manteniendo >60 HRC después del revenido a alta temperatura. Esta estabilidad previene el ablandamiento del sustrato y el “efecto cáscara de huevo”, proporcionando un soporte superior para el recubrimiento en comparación con D2.
Los rodillos de perfilado requieren una estabilidad dimensional excepcional para mantener tolerancias precisas. También necesitan alta resistencia al desgaste para prevenir desviaciones y excelente tenacidad para retrasar la falla por fatiga debido a tensiones de contacto cíclicas.
Las matrices requieren alta resistencia a la fluencia para suprimir la deformación plástica y alta resistencia a la fatiga para reducir el riesgo de agrietamiento. El acero debe soportar cargas internas de alta presión y fuerzas hidráulicas pulsantes.
D2 es más adecuado para aplicaciones de desgaste abrasivo y matrices de conformado simples donde la tenacidad es una preocupación secundaria. Ofrece alta resistencia a la compresión pero tiene baja tenacidad y resistencia al agarrotamiento moderada.