Acero para herramientas de trabajo en frío 7Cr7Mo3V2Si (LD)

1. Descripción general y ventajas clave

El acero para herramientas 7Cr7Mo3V2Si, también conocido como acero LD, es un acero para herramientas trabajado en frío de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones exigentes. Sus principales características son su alta resistencia combinada con una excelente tenacidad, y su buena respuesta a los tratamientos térmicos estándar.

En comparación con otros aceros para herramientas comunes, como Cr12 Los aceros de alta velocidad como W6Mo5Cr4V2 y 7Cr7Mo3V2Si ofrecen mejoras apreciables en resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. Esta mejora en el rendimiento frente al desgaste se atribuye principalmente a la formación de carburos de tipo MC finamente dispersos en la microestructura del acero tras un tratamiento térmico adecuado. Si bien su resistencia al desgaste iguala o supera la de Cr12Mo1V1, 7Cr7Mo3V2Si proporciona una tenacidad y una resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas (resistencia al revenido) significativamente mejores que los aceros típicos de la serie Cr12.

Desde el punto de vista de la fabricación, este grado presenta buena trabajabilidad en caliente y en frío. Cabe destacar que presenta una distorsión mínima durante el tratamiento térmico, lo que garantiza la estabilidad dimensional para herramientas complejas.

2.  Aplicaciones del acero para herramientas 7Cr7Mo3V2Si

Las propiedades del 7Cr7Mo3V2Si lo hacen muy adecuado para herramientas de trabajo en frío que deben soportar tensiones operativas significativas, como presión e impacto. Sus aplicaciones típicas incluyen:

• Herramientas para estampación en frío: punzones y matrices, incluidas matrices para recortar pernos y perforar.
• Matrices complejas de extrusión en frío: Como las que se utilizan para fabricar ejes de pedalier de bicicletas o componentes similares.
• Matrices de estampación en frío y punzonado: algunos ejemplos son herramientas para resortes de automóviles o laminación de láminas de acero al silicio.
• Matrices para laminado de roscas: Especialmente para la producción de pernos de alta resistencia.
• Otras herramientas de conformación en frío: incluidas matrices de forjado en frío, prensado y doblado.

Este acero ha demostrado su fiabilidad en diversos sectores, incluidos el aeroespacial, el automovilístico, la fabricación de rodamientos y la producción de hardware en general.

3. Acero para herramientas 7Cr7Mo3V2Si Composición química

• Carbono (C): 0,70 – 0,80
• Silicio (Si):70 – 1,20
• Manganeso (Mn):≤ 0,50
• Fósforo (P):≤ 0,030
• Azufre (S):≤ 0,030
• Cromo (Cr):50 – 7,50
• Molibdeno (Mo):00 – 3,00
• Vanadio (V):70 – 2,20

4.  Especificaciones técnicas del acero para herramientas 7Cr7Mo3V2Si

4.1 Tratamiento térmico Parámetros

• Temperaturas críticas: Ac1: 856°C, Ac3: 915°C, Ar1: 720°C, Ms: 105°C.
• Forja: Comience a forjar entre 1100 y 1150 °C. No forje por debajo de 850 °C. Asegúrese de que el enfriamiento sea lento después del forjado (por debajo de 700 °C).
• Recocido: Calentar a 840-860 °C y mantener durante 3-4 horas. Enfriar en horno a una velocidad de 5-10 °C por hora hasta 600 °C o menos, y luego enfriar al aire. La dureza de recocido deseada es ≤187 HBW.
• Temple: Austenizar a 1100-1160°C. Enfriar en aceite.
• Templado: Revenido entre 500 °C y 650 °C, según la dureza requerida. La dureza típica resultante oscila entre 45 y 60 HRC.

4.2 Optimización de propiedades mediante tratamiento térmico

Las propiedades finales se pueden adaptar mediante opciones de tratamiento térmico específicas:

• Para alta resistencia y Tenacidad: Utilice una temperatura de enfriamiento cercana al extremo inferior del rango (aproximadamente 1100 °C), seguida de un revenido a alrededor de 550 °C.
• Para una alta resistencia al desgaste (especialmente bajo impacto): Utilice una temperatura de enfriamiento cercana al extremo superior (aproximadamente 1150 °C) seguida de un revenido de alrededor de 560 °C.

4.3 Procesamiento avanzado para un rendimiento mejorado

Para aplicaciones críticas, considere estos pasos adicionales:

• Tratamiento criogénico: Una congelación profunda a -196 °C durante 1 hora, aplicada después del temple y antes del revenido, a veces puede prolongar la vida útil de la herramienta, particularmente en matrices de extrusión en frío de acero inoxidable.
• Tratamientos de superficie: Procesos como la nitrocarburación (realizada a alrededor de 550 °C después del temple y revenido) han demostrado mejoras significativas en la vida útil de componentes como punzones de alta velocidad para tubos de aluminio.

5. Rendimiento comprobado

Los resultados de campo confirman las ventajas del 7Cr7Mo3V2Si. Algunos ejemplos son:

• Los troqueles de laminación muestran el doble de vida útil Cr12MoV muere y cuatro veces la de 9SiCr muere.
• Los punzones de extrusión en frío alcanzaron una vida útil de 6 a 7 veces mayor en comparación con los métodos de tratamiento térmico convencionales cuando se empleó un ciclo de revenido y temple a baja temperatura optimizado.

6. Nota importante de procesamiento

Tenga cuidado durante el temple. Calentar por encima del máximo recomendado de 1160 °C puede provocar sobrecalentamiento, lo que resulta en un crecimiento excesivo del grano y perjudica las propiedades del acero.

7. Resumen

El acero para herramientas 7Cr7Mo3V2Si (LD) ofrece una robusta combinación de resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de exigentes aplicaciones de trabajo en frío. Sus ventajas de rendimiento se logran mediante un cuidadoso control del tratamiento térmico y el procesamiento. Este grado representa una opción de material fiable para herramientas complejas donde la longevidad y el rendimiento bajo presión son cruciales.