Análisis y prevención de fallas en herramientas y matrices
Una herramienta o matriz pasa por diseño, selección de grado, aceración, mecanizado, tratamiento térmico, rectificado y servicio, y una falla en cualquiera de esos pasos puede terminar su vida anticipadamente. Esta página expone las causas bajo las cuales la fuente agrupa las fallas de herramientas y matrices, los pasos de examen que las separan, y la evidencia medida de los casos de estudio detrás del artículo.
La cadena que produce una herramienta o matriz
La fuente agrupa las causas de falla de herramientas y matrices en los factores siguientes, y señala que los factores son interdependientes. Un paso mal ejecutado limita la vida de la herramienta sin importar cuán bien se hagan los demás pasos, por lo que el análisis de una falla con frecuencia termina un paso antes de la falla evidente.
| Escenario | Lo que debe entregar | Cómo se manifiesta cuando falla |
|---|---|---|
| Diseño mecánico | Debe adecuarse al grado, a la forma en que se fabrica la herramienta y a la forma en que se usa. Las esquinas agudas y los cambios extremos en la masa de la sección son las dos fallas de diseño simples detrás de la mayor parte de las fallas de herramientas y matrices. | Grietas que comienzan en una esquina o en un escalón en el tamaño de la sección, a veces durante el temple, a veces en servicio. |
| Selección de grado | Debe adecuarse al diseño, al mecanizado, al tratamiento térmico y a las condiciones de servicio. La tenacidad y la resistencia al desgaste se compensan entre sí, y la mayoría de las herramientas es mejor que se desgasten a que se rompan anticipadamente. | Rotura en una herramienta a la que nunca se le dio la oportunidad de desgastarse, o desgaste rápido en una herramienta elegida solo por su tenacidad. |
| Calidad del acero | Debe ser macroestructuralmente sana, libre de inclusiones dañinas y libre de defectos superficiales dañinos al nivel que el trabajo requiere. | Grietas que se remontan a una costura, un traslape, escamas de hidrógeno, un centro no consolidado o una banda de carburos. |
| Machining | Debe dejar la microestructura superficial, el acabado superficial y el estado de tensiones residuales aptos para el tratamiento térmico. | Grietas de temple localizadas por marcas de mecanizado bastas, capas refundidas por EDM que se desprenden, tensiones de mecanizado que se suman al temple. |
| el tratamiento térmico | Debe entregar la microestructura, la dureza y la tenacidad previstas en la superficie y en el núcleo. El tratamiento térmico inadecuado es la mayor fuente única de fallas durante el tratamiento y después de él. | Piezas sin revenir, estructuras sobreaustenitizadas, pieles decarburizadas o sobrecarburizadas, capas superficiales delgadas, puntos blandos, superficies quemadas. |
| Rectificado y acabado | Debe dejar intacta la integridad superficial. El daño por rectificado es mucho más probable cuando la pieza no fue revenida adecuadamente o fue sobreaustenizada. | Quemadura por rectificado, puntos blancos retemplados sobre una capa revenida, grietas que aparecen después del rectificado final o después del rectificado de recuperación. |
| Montaje de herramientas y matrices | Debe alinearse con precisión para que las tensiones de trabajo se mantengan uniformes en toda la herramienta. | Desgaste desigual en un lado, agrietamiento en un borde, fatiga que comienza en un contacto desalineado. |
| Operación de herramientas y matrices | Debe mantenerse dentro de la carga, la temperatura y la lubricación para las que se construyó la herramienta. | Sobrecarga, calor por fricción, fisuración térmica, lavado, erosión, fatiga temprana. |
Fuente: ASM Handbook, Vol. 11, Failure Analysis and Prevention (ASM International), artículo Failures of Tools and Dies. Los rangos de dureza citados en esta página provienen del mismo artículo, 58 a 68 HRC para la mayoría de las herramientas y matrices y 30 a 55 HRC para matrices de moldeo de plástico y de trabajo en caliente.
- Las herramientas y matrices se usan a mayor dureza que casi cualquier otro producto de acero, por lo que una pequeña falla de procesamiento tiene un gran efecto. El mismo artículo sitúa las dos fallas de diseño más comunes en esquinas agudas y cambios extremos en la masa de la sección, y recomienda el mayor radio de acuerdo que el diseño permita. Los grados de temple al aire toleran mejor una esquina aguda que los grados de temple en líquido.
- Una pieza que falla anticipadamente suele llevar más de un problema. Varios factores contribuyentes en grados variables es el hallazgo normal, por lo que el objetivo del análisis es el panorama completo y no el primer defecto encontrado.
Lo que establece el examen
La fuente expone una secuencia para abordar una falla de herramienta o matriz. Cada paso a continuación resuelve una pregunta.
| Paso | Lo que resuelve |
|---|---|
| Recopilar el historial | Ruta de fabricación, registro de tratamiento térmico y vida en servicio. Cuando el registro es escaso, el analista debe trabajar a partir de la experiencia y el juicio de ingeniería. |
| Examinar, medir, fotografiar | Documentar la extensión y la ubicación del daño antes de cortar nada. Las fallas de diseño y los problemas de mecanizado suelen ser visibles en esta etapa. |
| Examen no destructivo | Inspección por ultrasonido, rayos X o partículas magnéticas antes del seccionamiento, para que la imagen interna quede registrada antes de abrir la pieza. |
| Verificar la composición | Las fallas de herramientas y matrices ocasionalmente provienen del uso de un grado de acero equivocado, por lo que el análisis comienza confirmando de qué está hecha la pieza. |
| Abrir las grietas y leerlas | El agrietamiento por temple es una causa muy común, por lo que las superficies de fractura se revisan en busca de color de revenido. La cascarilla en la pared de una grieta significa que la grieta estuvo abierta a una temperatura superior a la temperatura de revenido. |
| Estudio de dureza | Confirma la calidad del tratamiento térmico y a menudo expone el problema por sí solo. Las lecturas de superficie y de interior se toman por separado. |
| Examen macroestructural | El ataque en frío con ácido nítrico acuoso al 10 por ciento, o el ataque en caliente, revela la profundidad de enfriamiento, la descarburación, las capas carburizadas, la quemadura por rectificado y los patrones térmicos del servicio. |
| Tamaño de grano y austenita retenida | El tamaño de grano austenítico previo a menudo se lee por el método de fractura Shepherd, y austenita retenida se mide por difracción de rayos X. Ambos separan una pieza sobreaustenizada de una tratada correctamente. |
| Microestructura, en el daño y fuera de él | Se requiere en el origen y en el metal no afectado, lo que exige preparación con retención de borde. Un estereomicroscopio resuelve la mayoría de los casos, y la fractografía de alto aumento solo se necesita en una pequeña parte de ellos. |
| Comparar y simular | Las piezas buenas se comparan con las piezas falladas, y una simulación o un tratamiento térmico experimental puede confirmar si una pieza fue revenida o cómo se produjo una estructura. |
Fuente: ASM Handbook, Vol. 11, la sección de enfoque analítico de Failures of Tools and Dies. El orden importa, porque el trabajo destructivo cierra el examen visual y no destructivo que debe venir primero.
Fallas que comienzan en el tratamiento térmico
El tratamiento térmico inadecuado es la mayor fuente individual de fallas de herramientas y matrices, tanto durante el tratamiento mismo como en los pasos posteriores. Las filas a continuación relacionan la condición con la evidencia medida en la fuente y la práctica que la evita.
| Condición | Lo que encontró el examen | Cómo se evita |
|---|---|---|
| Revenido omitido | Dos matrices de D2 de 2.25 x 2.375 x 1.125 in. se agrietaron en el rectificado de acabado. El interior dio 63 a 64 HRC, típico del D2 recién templado, y la superficie quemada había sido revenida a 55 a 58 HRC. El tratador térmico se había detenido después de que la dureza de temple coincidiera con el plano. | Mueva la pieza al horno de revenido tan pronto como alcance aproximadamente 150 °F (65 °C). Revenir dos o tres veces en los grados altamente aleados. La dureza de temple también puede dar baja en una superficie descarburada, y rectificar un punto para probarla puede iniciar una grieta. |
| Sobreaustenización | Una herramienta de desbaste M2 se agrietó durante el temple con una película pesada de carburo en los límites de grano, martensita en placas gruesa y austenita retenida inestable, con un tamaño de grano por intercepción Snyder-Graff de 4.5, que corresponde a ASTM 7 y es grueso para el grado. Una forja de anillo O1 dio una lectura de 61 a 62 HRC con austenita retenida presente, y el enfriamiento de una sección en nitrógeno líquido la llevó a 64 a 65 HRC. | Mantenga el rango de temperatura de austenización para el grado y no mezcle grados de diferente temperatura recomendada en una misma carga de horno. Los carburos no disueltos controlan el crecimiento de grano, y una temperatura más alta pone más carbono en solución. |
| Superficie descarburada | Una matriz de troquelado de A2 con un recubrimiento de cromo se agrietó en servicio sobre una capa descarburada de aproximadamente 0.002 in. (0.05 mm) de profundidad, lo que permitió que el recubrimiento frágil se flexionara. Una forja de anillo de O1 descarburada a aproximadamente 0.020 in. (0.5 mm) se agrietó durante el temple, con una piel a 55 a 57 HRC que permaneció a 55 a 57 incluso después de refrigerar el núcleo. | Controle la atmósfera del horno, retire el sobreespesor de mecanizado estándar de los productos laminados antes del tratamiento térmico, y especifique material libre de descarburación donde la superficie de trabajo no se limpiará después. |
| Cementación más allá de la capa prevista | Un molde de P20 de 8 x 8 x 1.375 in. salió de un ciclo de cementación y retemple con una capa de ataque oscuro de aproximadamente 1/8 in. (3.2 mm) de espesor, grietas de 0.070 y 0.113 in. de profundidad, y 1.96 por ciento de carbono en los 0.010 in. (0.25 mm) exteriores. Un punzón de S7 llegó a 2.94 por ciento de carbono en los 0.005 in. exteriores y dio 63 a 64 HRC en la superficie, bajando a 55 HRC a una pulgada hacia adentro y 53 HRC en el centro. | Controle el ciclo, use cementación líquida donde la capa deba permanecer delgada, y verifique si el grado puede cementarse ligeramente en absoluto. El S7 es difícil de cementar a una capa delgada, y el punzón se habría fabricado mejor en otro grado. |
| Temple que no alcanzó la superficie de trabajo | Una matriz de recalcado de W1 de 1.5 in. de diámetro y 2.5 in. de largo se desportilló en la cara de impacto. El macroataque mostró una zona de enfriamiento superficial que no podía soportar el borde, y las esquinas agudas de la cavidad de la cara de impacto concentraron la tensión. Una matriz de conformado de alambre de W1 se rompió en servicio con un barrenado que nunca se había endurecido, a 35 a 38 HRC en la única región de esquina que recibió el temple y 29 a 30 HRC en el resto. | El temple por lavado a través de un barrenado es una mala forma de endurecer una superficie de trabajo. Use un procedimiento que produzca la capa en la superficie con la que la herramienta realmente trabaja, y redondee o achaflane las esquinas. |
| Puntos blandos del temple | Un componente de W2 con 1.05 por ciento de carbono se agrietó en el temple, y el ataque en frío reveló parches sin endurecer en la superficie. Los dispositivos, las tenazas, la agitación inadecuada y las bolsas de vapor dejan estos puntos blandos. | Sostenga la pieza de modo que el contacto no cree un enfriamiento, agite el medio de temple y mantenga el baño limpio. Los puntos blandos importan más en los grados de temple en agua y salmuera. |
| Quemado y fusión | Un componente de matriz de metalurgia de polvos de D2 se fundió y deformó por el impacto de la llama durante el tratamiento térmico. Una pieza de M2 salió del temple con una superficie ondulada por una capa refundida, con carbono enriquecido a 1.28 por ciento en los 0.005 in. exteriores, lo que bajó el punto de fusión de la piel. | Los aceros rápidos son los más expuestos porque sus temperaturas de austenización son mucho más altas que el resto de la familia de aceros para herramientas. Mantenga la pieza fuera de las trayectorias directas de la llama y controle la atmósfera del horno. |
| Acero rápido retemplado sin recocido | Un segundo tratamiento de temple sin un recocido intermedio produce un rápido crecimiento de grano a la alta temperatura de austenización, y la fractura adquiere una apariencia brillante, gruesa, de escama de pescado por el grano grueso. | Recueza siempre una pieza de acero rápido antes de retemplarla. Los carburos finos que resisten el crecimiento de grano se producen en el recocido y desaparecen después del primer temple. |
| Una capa gruesa de nitruro blanco | Una mordaza de mandril de 4150 templada y revenida antes de la nitruración se rompió con una capa frágil de nitruro de hierro blanco en la superficie, presente también como película en los límites de grano alrededor de los granos justo debajo de ella. La grieta siguió esa película. | Controle el potencial de nitruración para que la capa compuesta permanezca delgada y continua, y recuerde que una capa nitrurada es frágil donde es gruesa. La misma capa se forma en las piezas de acero para herramientas que se nitruran. |
Fuente: ASM Handbook, Vol. 11, Failures of Tools and Dies, casos ilustrados en las Figuras 10 a 33 del escaneo. Los valores de dureza son los medidos en los casos reportados.
- Dos patrones de falla se repiten en los casos. Una herramienta que no fue revenida generalmente falla en la siguiente operación, cualquiera que sea esa operación, y una herramienta que fue sobreaustenizada generalmente falla donde se ubica la austenita retenida. Ambos dejan una firma que un estudio de dureza y una micrografía pueden leer.
- Vale la pena medir la austenita retenida en cualquier pieza que deba mantener su tamaño o que se haya agrietado sin una sobrecarga obvia. La cantidad que cada reacción mueve una dimensión, y la forma de planificarlo, se exponen en la página de cambio dimensional en el tratamiento térmico.
- Cuando la pieza fallada proviene de un ciclo de horno que aún no está resuelto, el tabla de solución de problemas de tratamiento térmico aborda el mismo problema desde el síntoma.
Daños por mecanizado, EDM y rectificado
Los problemas de mecanizado son una causa común de falla de herramientas y matrices. El defecto generalmente parece menor en el taller y se manifiesta como una grieta en el temple o como desprendimiento en servicio.
| Operación y defecto | Evidencia medida | Regla para el taller |
|---|---|---|
| Capa refundida por EDM | Cuatro agujeros de 1/8 in. erosionados por chispa en una placa de copa de imprimación A4 se desprendieron durante el rectificado de mandrinado. La pila de capas dio 35.5 HRC en la piel tal como se coló, 63.5 HRC en la martensita tal como se templó debajo, 56 HRC en la zona revenida posterior y 59 a 61 HRC en el metal base. | Rectifique o pula la superficie de la cavidad después del EDM, luego revénala. Dejar las capas tal como se colaron y tal como se templaron en su lugar es una causa común de desprendimiento de bordes antes de que la herramienta siquiera funcione. |
| EDM en una cavidad de molde | Se encontró una matriz de molde de plástico S7 agrietada antes de su uso, con una grieta que seguía un contorno de diente de engranaje embutido hasta una profundidad promedio de 1/16 in. (1.6 mm). El ataque químico mostró un borde claro en los dientes, y la sección llevaba una piel de martensita tal como se templó sobre un núcleo groseramente sobreaustenizado, por lo que tanto la capa de EDM como el tratamiento térmico estaban mal. | Elimine la capa dañada y verifique el tratamiento térmico de la misma pieza. Donde ambos defectos coinciden, la corrección superficial por sí sola no salvará la matriz. |
| Grietas de molienda | Una matriz de corte S1 de 1.25 x 6 x 15 in. que había sido cementada a 62 a 64 HRC se agrietó y desprendió durante el rectificado, con el patrón de quemadura visible junto a las grietas. Dos piezas A6 correctamente endurecidas a 57 HRC se hicieron añicos en el rectificado de acabado, con una dureza superficial que variaba entre 48 y 56 HRC, puntos blancos reendurecidos de aproximadamente 0.003 in. (0.08 mm) de profundidad y una zona revenida posterior de aproximadamente 0.015 in. (0.38 mm) de profundidad. | Trate el rectificado como una operación de tratamiento térmico. Pasadas suaves, muelas de corte libre, suficiente refrigerante y una pieza que fue revenida correctamente es toda la receta. |
| Marcas de mecanizado basto | Un punzón S7 se agrietó durante el temple en un baño de aceite a 540 °C (1000 °F) seguido de enfriamiento al aire, con las grietas ubicadas por marcas de herramienta muy gruesas y color de revenido en las paredes de las grietas. Un acabado rectificado conlleva mucho menos riesgo que uno trabajado. | Acabe las superficies sometidas a tensión con una geometría lisa antes del temple. Las marcas de herramienta son concentradores de tensiones con el mismo efecto que un radio pequeño. |
| Marcas de identificación y estampado | Una matriz de temple al aire S7 se agrietó durante el temple a partir de una marca de estampado profunda y afilada, y la matriz no había sido revenida, a 61.5 a 62 HRC con una piel ligeramente descarburada a 59 a 60 HRC. Una cabeza de mazo S5 se agrietó por una superficie descarburada y una marca de estampado profunda juntas. | Mantenga los estampados alejados de las secciones sometidas a tensión y fuera de los radios de acuerdo, estampe poco profundo y redondee los bordes, o marque en una cara que luego se elimine. |
Fuente: ASM Handbook, Vol. 11, Failures of Tools and Dies, la sección de mecanizado y rectificado de acabado, Figuras 4 a 12 del escaneo.
- La capa de EDM es la más repetible de estas cifras en la literatura, y la solución es estándar. Elimine las capas refundidas y tal como se templaron, luego revele la superficie, porque una superficie erosionada por chispa lleva un gradiente de dureza en una distancia muy corta.
- La capa blanca, su profundidad en diferentes grados y cómo manejarla, se desarrolla en el artículo sobre la capa blanca de EDM.
- Donde el tratamiento térmico mismo está en duda, el patrón de errores que produce una pieza frágil tal como se templó se recopila en la página de errores de tratamiento térmico de D2.
Defectos de calidad del acero que llegan al banco de trabajo
El material defectuoso causa una baja proporción de fallas de herramientas y matrices, y es la proporción sobre la que un comprador puede actuar antes de que se corte el acero. Los defectos a continuación son visibles en la herramienta terminada solo si alguien los busca.
| Defecto | Cómo se ve | Dónde se detecta |
|---|---|---|
| Costuras y traslapes | Un resorte helicoidal H12 se agrietó después del tratamiento térmico porque una costura cerrada sobrevivió al rectificado sin centros y se abrió durante el temple. Una forja de anillo A8 se agrietó después de la forja y el recocido con cascarilla en las paredes de la grieta hasta 1/2 in. (13 mm) bajo la superficie, y el ataque alcalino con cromato mostró enriquecimiento de oxígeno, prueba de que el defecto estaba abierto en caliente. | Condición superficial y una verificación por partículas magnéticas o líquidos penetrantes en barras que se templarán a fondo. Las costuras que permanecen en la pieza no permanecen silenciosas. |
| Láminas de hidrógeno | Una matriz O1 se agrietó durante el tratamiento térmico. Las grietas abiertas mostraron facetas brillantes gruesas, las grietas corrían longitudinalmente y se ubicaban en el centro de la sección, y las superficiales llevaban color de revenido mientras que las más profundas no. | Desgasificación al vacío en la acería, y tamaños de sección que permitan al hidrógeno difundirse hacia afuera. Este es un defecto de fabricación del acero, por lo que la respuesta está en la orden de compra y no en el taller de herramientas. |
| Centro no consolidado | Un inserto de matriz W2 cortado de un palanquilla de 6 x 10 in. se agrietó durante el reendurecimiento, y el origen se ubicó en el centro de la sección. El ataque con ácido caliente reveló una condición de línea central defectuosa. | Donde una sección grande recibe una reducción en caliente limitada, el centro de la barra merece una verificación ultrasónica. Tres de tales fallas aparecieron en un estudio de 20 años de fallas de herramientas. |
| Segregación y bandeado de carburos | El borde de la brida de un rodillo torneado de barra D2 de 9 in. de diámetro se desportilló en el primer uso, con una distribución y morfología de carburos deficientes y un tamaño de grano de ASTM 6.75. Una matriz de marcado de 2.75 in. en A2 se desprendió en el borde de corte donde una banda de carburos intersectaba el perfil. | Solicite que se controle la distribución de carburos en barras de alta aleación, especialmente para bordes y rodillos. Donde una banda se ubica en el lugar equivocado, el grado es el problema, no el tratamiento térmico. |
| Sobrecalentamiento durante el trabajo en caliente | Un revestimiento forjado H12 regresó con ductilidad a la tracción deficiente, una fractura de tracción gruesa y un tamaño de grano más grueso que ASTM 1, por una temperatura de forja lo suficientemente alta como para llevar la mayoría de los sulfuros a solución. | Una fuerte reducción en caliente puede reparar la mayor parte de este daño, una reducción limitada no puede. Un ensayo de fractura gruesa en una forja es una verificación económica de la barra antes de cortar la herramienta de ella. |
Fuente: ASM Handbook, Vol. 11, Failures of Tools and Dies, la sección de influencia de la calidad del acero, Figuras 34 a 42 del escaneo.
- El sobreespesor de mecanizado en barra laminada en caliente existe en parte por esta razón. Los casos anteriores incluyen un pasador y una leva hechos de S5 cuya corteza de laminación nunca se eliminó, ambos fuertemente descarburados y fracturándose temprano en servicio, donde el material libre de descarburación era la respuesta. Los sobreespesores están tabulados en el Tabla de sobremedida de mecanizado.
- El certificado, el informe de ensayo y las verificaciones que vinculan una colada entregada con la acería se exponen en el página de verificación de calidad.
Condiciones de servicio que desgastan una herramienta buena
Una herramienta fabricada con el grado correcto, bien diseñada, mecanizada correctamente y tratada térmicamente de forma adecuada puede fallar prematuramente por la forma en que se montó y se operó. En estos casos, el taller tiene la respuesta, y el examen solo demuestra que nada más estaba mal.
| Condición de servicio | Evidencia del caso | Cuál suele ser la respuesta |
|---|---|---|
| Calor por fricción en el borde de trabajo | Dos cuchillas de corte H13 utilizadas para sujetar barra laminada en caliente a 1500 a 1800 °F (815 a 980 °C) se desprendieron en el borde de sujeción, y la punta presentaba martensita recién formada a 59 a 60 HRC. Una cuchilla de corte S7 de 5 in. de ancho mostró bandas de ataque oscuras a lo largo del borde de trabajo después del reafilado, por el calor por fricción que revino el acero. | Enfriamiento entre operaciones, y un grado que mantiene la dureza a la temperatura de trabajo. El calor por fricción puede llevar la superficie por encima de la temperatura de austenización mientras el núcleo permanece frío. |
| Desgaste severo con holgura inadecuada | Una matriz de temple al aire de 3.625 in. de diámetro exterior salió agrietada y erosionada con marcas de rayado verticales que apuntaban a un problema de holgura, y el roce había reaustenizado parte de la superficie convirtiéndola en martensita frágil tal como se templa. | Verifique la holgura antes de culpar al acero. La matriz en este caso estaba correctamente mecanizada y tratada térmicamente, y el abuso estaba en la prensa. |
| Daño en servicio de trabajo en caliente | ||
| Fisuración térmica y lavado | Un bloque de canal en un acero para trabajo en caliente patentado produjo más de 100,000 cubiertas de caja de transmisión de aluminio antes de que la superficie mostrara fisuración térmica en un área y lavado en otra. Las matrices de fundición a presión de zinc se erosionan en preferencia a la fisuración térmica porque la temperatura de servicio es menor, y una boquilla de fundición a presión de zinc H13 presentaba un surco de aproximadamente 3 in. de largo y 1/16 in. de ancho con zinc introduciéndose en la grieta. | Grietas térmicas es una red de fatiga térmica impulsada por calentamiento y enfriamiento alternos. El enfriamiento con agua en grados susceptibles lo empeora. La erosión es una cuestión de flujo y aleación, y en este caso un barrenado desalineado trabajó contra la boquilla. |
| Fatiga que comienza en las fisuras térmicas | Un punzón para válvula de escape H26 se partió longitudinalmente después de 1,007 piezas. Las caras de fractura mostraron crecimiento progresivo de grietas, la cara de trabajo presentaba fisuración térmica, y las fisuras térmicas fueron los sitios de iniciación. Las superficies habían sido nitruradas después del tratamiento térmico. | Las fisuras térmicas son grietas. Donde la herramienta también soporta una carga cíclica de flexión, se convierten en el origen de una falla por fatiga y la herramienta necesita un cambio de grado o de enfriamiento en lugar de una reparación. |
| Descarburación durante el servicio | Un mandril H13 de 5.3125 in. utilizado para punzonar y extruir latón se agrietó después de 298 empujes, aproximadamente el 30 por ciento de su vida esperada. El macroataque mostró una superficie fuertemente descarburada, y la descarburación había ocurrido en servicio. | Una atmósfera reductora o protegida solo ayuda en el horno. Donde la herramienta trabaja al aire a temperatura, la química de la superficie cambia de todos modos y la vida útil debe planificarse para ello. |
Fuente: ASM Handbook, Vol. 11, Failures of Tools and Dies, sección sobre la influencia de las condiciones de servicio, Figuras 43 a 51 del escaneo.
- Los problemas de alineación se mencionan en la fuente como una causa común de falla en herramientas de corte, y las fallas por fatiga en herramientas con mayor frecuencia comienzan en un cambio de tamaño de sección, una esquina aguda o una marca de estampado.
- La fisuración térmica se cubre desde el lado de la selección en la página de resistencia a la fatiga térmica, y los grados elegidos para resistirla se detallan en la página de la familia de trabajo en caliente.
Cuando la grieta apareció durante el temple
Una grieta de temple corre desde la superficie hacia el centro de masa, lleva color de revenido en sus paredes una vez que la pieza es revenida, y siempre es intergranular. Los mecanismos, los factores de riesgo y la forma de leer una se recopilan en la página de agrietamiento durante el temple.
Cuando la herramienta se rompió antes de desgastarse
La rotura que ocurre temprano generalmente significa que el lado de tenacidad de la decisión de grado se fijó demasiado bajo para la carga, o que el tratamiento térmico dejó la pieza demasiado frágil para usarla. Los grados que compran tenacidad y lo que ceden por ella se detallan en la página de resistencia al agrietamiento y la página de resistencia al desportillado.
Cuando la superficie está dañada y la causa no es obvia
El daño que debe clasificarse antes de poder corregirse es un ejercicio de lectura. Los seis modos de daño, cómo se ve cada uno a tres escalas de examen y los factores detrás de ellos se recopilan en el gráfico de identificación de modos de daño.
Cuando la pieza se agrietó sin sobrecarga obvia
Algunas fracturas provienen de un cambio en el acero más que de una carga, y la ventana de temperatura que lo causó a menudo está en el registro del proceso. Los tipos de fragilización, sus temperaturas de activación y sus remedios se recopilan en la página de tipos de fragilización del acero.
Confirmar antes de cotizar
Estos casos y figuras son solo para referencia general. Las conclusiones del análisis de falla se basan en la pieza real, su registro de tratamiento térmico y su historial de servicio. Confirme la condición de su propia herramienta contra su certificado, su registro de proceso y un examen metalúrgico antes de actuar sobre un diagnóstico.
Los valores citados aquí son las mediciones reportadas en la fuente para las piezas específicas de cada caso. Ilustran el tamaño del efecto más que una especificación.
Páginas de referencia relacionadas
guía de tratamiento térmico del acero para herramientas · Características de procesamiento del acero para herramientas · Métodos de ensayo de dureza · Modos de falla y limitaciones del H13 · Aceros para trabajo en frío · Suministro de acero para herramientas
Fuente: ASM Handbook, Volumen 11, Failure Analysis and Prevention (ASM International), artículo Failures of Tools and Dies de George F. Vander Voort, páginas 2505 a 2556 del volumen escaneado. Datos de referencia solo para comparación. Confirme el grado, el registro de tratamiento térmico y los hallazgos del análisis de falla con su propio metalúrgico antes de cambiar un proceso. Aobo Steel suministra acero para herramientas en condición recocida.