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¿Qué es el acero para herramientas H13? Es un acero para herramientas de trabajo en caliente, de temple al aire, y uno de los más utilizados. Comparado con el acero para herramientas H11, este acero ofrece mayor resistencia térmica y dureza. Además, al ser templable al aire, presenta baja deformación por temple y tensión residual, y una mínima tendencia a la oxidación superficial. Además, puede producir endurecimiento secundario, presenta una excelente estabilidad térmica y resiste eficazmente la erosión del líquido fundido de aleación de aluminio.
Los fabricantes utilizan ampliamente este acero para producir matrices y mandriles de extrusión en caliente, matrices de forja para martillos de caída y matrices para prensas de forja. Además, se utiliza comúnmente para insertos en máquinas de forja de precisión y moldes de fundición a presión para aluminio, cobre y sus aleaciones. Esta versatilidad lo convierte en la opción preferida para aplicaciones industriales exigentes.
La designación en el sistema estadounidense ASTM A681 es H13, y en el sistema estadounidense AISI es acero AISI H13. Asimismo, otras normas nacionales utilizan designaciones comparables, como ISO 40CrMoV5, Japón/JIS SKD61, EE. UU./UNS T20813, Alemania/DIN X40CrMoV5-1, Alemania/W-Nr. 1.2344 y República Checa (CSN) 19554. Para mantener la coherencia, en el siguiente artículo utilizaremos el acero H13 como sustituto. A continuación, analizaremos en detalle las propiedades del acero para herramientas H13.
Aplicaciones del acero para herramientas H13
1. Matrices de fundición a presión:
El acero para matrices H13 presenta una excelente resistencia al calor y tenacidad, lo que lo hace ideal para matrices de fundición a presión. En concreto, durante el proceso de fundición a presión, los operarios inyectan metal fundido a alta presión y temperatura, lo que requiere materiales capaces de soportar condiciones extremas.
2. Matrices de forja:
El H13 soporta eficazmente altos impactos y tensiones mecánicas, lo que lo hace ideal para matrices de forja que moldean metales a altas temperaturas. Además, su durabilidad y resistencia a la fatiga térmica garantizan un rendimiento fiable en aplicaciones industriales exigentes.
3. Matrices de extrusión:
El H13 es fuerte y resistente al desgaste, lo que lo hace útil para matrices de extrusión. Estas matrices moldean materiales sometidos a alta presión.
4. Matrices de moldeo de plástico:
Los fabricantes suelen utilizar acero para herramientas H13 para fabricar moldes para inyección de plástico porque necesitan su resistencia al calor y al desgaste.
5. Cuchillas de corte calientes:
Su capacidad de mantenerse afilado a altas temperaturas lo convierte en un material excelente para hojas de corte en caliente utilizadas en procesos de corte de metales.
6. Materiales de molde para material de construcción de aleación de aluminio:
Las industrias chinas utilizan ampliamente H13 como material de molde para materiales de construcción de aleación de aluminio, por eso la gente lo llama acero de molde H13.
Acero H13: Excelencia en altas temperaturas
El acero H13 ofrece una resistencia superior, resistencia a la fatiga térmica y dureza superior a 500 °C, ideal para moldes de fundición a presión, matrices de trabajo en caliente y accesorios de alta temperatura. De confianza en la fundición a presión, forja y extrusión de aleaciones de aluminio y magnesio, es la opción ideal para un rendimiento óptimo.
Propiedades del acero para herramientas H13
El acero para moldes H13 es un acero para herramientas de trabajo en caliente ampliamente utilizado a nivel mundial. Es reconocido por su resistencia y tenacidad, alta templabilidad y resistencia al agrietamiento térmico. Este acero presenta altos niveles de carbono y vanadio, lo que resulta en una buena resistencia al desgaste, pero una tenacidad relativamente menor. Ofrece buena resistencia al calor, manteniendo la resistencia y la dureza, alta resistencia al desgaste y tenacidad a temperaturas elevadas. Además, posee excelentes propiedades mecánicas generales y alta resistencia al revenido.
Composición del acero para herramientas H13
| Carbono (C) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Vanadio (V) | Silicio (Si) | Hierro (Fe) | Níquel (Ni) | Cobre (Cu) | Manganeso (Mn) |
| 0.32 – 0.45 | 4.75 – 5.50 | 1.10 – 1.75 | 0.80 – 1.20 | 0.80 – 1.20 | ≥ 90,9 | ≤ 0,3 | ≤ 0,25 | Cantidades más pequeñas |
Propiedades físicas del material H13
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,75 – 7,80 g/cm3 |
| Resistencia a la tracción, máxima | 1200 – 2050 MPa (174000 – 231000 psi) |
| Resistencia a la tracción, límite elástico | 1000 – 1380 MPa (145000 – 200000 psi) |
| Dureza | 45-52 HRC (dureza Rockwell C) |
| Dureza al impacto | 20-40 J/cm2 |
| Resistencia a la compresión | 2550 MPa |
- Precalentamiento: 550 a 600°C, manteniendo durante un tiempo determinado.
- Segundo precalentamiento: 800 ~ 850 ℃, tiempo de mantenimiento.
- austenitización: 1020 ~ 1050 ℃, tiempo de retención 2 ~ 5 minutos.
- Endurecimiento: Enfriado en aceite a 150-180°C.
- Primer revenido: 560-600°C, mantener durante 2-3 horas.
- Dejar enfriar a temperatura ambiente.
- Segundo revenido: unos 20°C menos que el primero, mantener durante 2 a 3 horas.
- Enfriamiento final del aire a temperatura ambiente.
Dureza del material H13 en HRC
- Después del endurecimiento, el acero H13 suele tener una dureza entre 56 y 64 HRC.
- Después del revenido convencional (revenido dos veces a 560 a 580 °C), la dureza suele estar en el rango de 47 a 49 HRC.
- La dureza final del acero H13 se puede ajustar dentro de un rango determinado ajustando las temperaturas de temple y revenido y utilizando diferentes procesos de tratamiento térmico (por ejemplo, revenido múltiple, enfriamiento profundo, tratamiento de superficie, etc.) para cumplir con diferentes requisitos de uso.
Maquinabilidad del acero para herramientas H13
El rendimiento de corte del acero para herramientas H13 es medio, presentando una mayor dificultad que el acero dulce y el acero de baja aleación, pero superior a la alta dureza del acero para matrices de trabajo en frío y el acero de alta velocidad. El rendimiento de corte del acero H13 se ve afectado por diversos factores, como su dureza, el estado del tratamiento térmico y la microestructura. El recocido previo al tratamiento térmico final puede mejorar su rendimiento de corte. Se recomienda utilizar herramientas de carburo, velocidades de corte más bajas, mayores avances y una lubricación adecuada.
Soldabilidad del acero H13
Soldar acero para herramientas H13 es una tarea compleja. El acero H13 se considera un material moderadamente soldable, y su alto contenido de carbono lo hace susceptible a la formación de estructuras de endurecimiento durante el proceso de soldadura, lo que aumenta el riesgo de agrietamiento. Elementos de aleación como el cromo, el molibdeno y el vanadio, si bien aumentan la resistencia al calor y al desgaste del acero, también pueden afectar su soldabilidad, por ejemplo, al aumentar la templabilidad, lo que hace que la soldadura y la zona afectada por el calor sean más susceptibles a la formación de tejidos duros y frágiles, como la martensita, durante el proceso de enfriamiento.
Desde la forja hasta la extrusión, el acero H13 ofrece una resistencia y versatilidad inigualables. ¡Descubra la diferencia hoy mismo!
Equivalentes de acero H13: DIN 1.2344 y JIS SKD61
Según los sistemas normativos alemán y japonés, DIN 1.2344 y SKD61 son aceros que pueden sustituir al H13. Comparten composiciones y propiedades similares, y son aceros para matrices de trabajo en caliente de temple al aire, reconocidos internacionalmente. Estos aceros presentan una excelente resistencia a altas temperaturas, tenacidad y resistencia a la fatiga térmica, lo que les permite soportar cambios bruscos de temperatura. Son adecuados para un funcionamiento prolongado a altas temperaturas, manteniendo una maquinabilidad y un rendimiento de pulido superiores.
Introducción al acero DIN 1.2344
Composición química
| Carbono (C) | Silicio (Si) | Manganeso (Mn) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Vanadio (V) | Fósforo (P) | Azufre (S) |
| 0.35 – 0.42 | 0.8 – 1.2 | 0.25 – 0.5 | 4.8 – 5.5 | 1.2 – 1.5 | 0.85 – 1.15 | ≤0,030 | ≤0,030 |
1.2344 propiedades del material
Maquinabilidad: El acero para herramientas 1.2344, cuya maquinabilidad es moderada, se mecaniza mejor en su estado recocido. Utilice fluidos de corte y herramientas adecuados para reducir el desgaste de las herramientas.
Soldabilidad: La soldadura de acero 1.2344 presenta ciertos desafíos. Para evitar el agrietamiento, los soldadores deben precalentar cuidadosamente el material y realizar un tratamiento térmico posterior. Mantener la integridad de la soldadura requiere técnicas de soldadura especializadas.
Introducción al acero JIS SKD61
Composición química
| Carbono (C) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Vanadio (V) | Manganeso (Mn) | Silicio (Si) | Fósforo (P) | Azufre (S) |
| 0.32 – 0.42 | 4.50 – 5.50 | 1.00 – 1.50 | 0.80 – 1.20 | 0.20 – 0.50 | 0.80 – 1.20 | ≤ 0,03 | ≤ 0,03 |
Propiedades físicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,8 g/cm³ |
| Conductividad térmica | 28 W/m·K a 100 °C |
| Módulo elástico | 210 GPa |
| Capacidad calorífica específica | 460 J/kg·K |
| Dureza (después del tratamiento térmico) | 50 – 55 HRC |
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