Acero para herramientas A2 vs. O1: ¿Cuál se adapta a las necesidades de su fábrica?

Acero para herramientas A2 vs. O1: La elección correcta | Aobo Steel

Elegir entre el acero para herramientas A2 y O1 para sus operaciones es una consideración común, y la mejor respuesta depende de los requisitos de su aplicación específica.

Generalmente, si minimizar la distorsión durante el tratamiento térmico y lograr una mayor tenacidad son prioridades principales, el acero A2 suele ser la opción preferida, especialmente para herramientas más complejas. Sin embargo, si el costo inicial y la facilidad de mecanizado son factores clave para piezas dimensionalmente menos críticas, el acero O1 es un acero de temple en aceite eficaz y económico.

Examinemos los detalles técnicos de cada grado.

Entendiendo el acero para herramientas O1

El acero para herramientas AISI O1 es un grado de uso general, endurecido en aceite, a menudo considerado un material de bajo costo.

Características clave de O1

El O1 es conocido por su excelente capacidad de retención de filo y la alta dureza que alcanza. Su alto contenido de carbono contribuye significativamente a su dureza y resistencia al desgaste. Además, su alto contenido de silicio puede aumentar la maquinabilidad y la vida útil de la matriz. El tungsteno, como elemento de aleación del O1, contribuye a lograr una alta resistencia a la abrasión y filos de corte muy afilados.

Aplicaciones comunes para O1

El acero O1 se utiliza ampliamente en aplicaciones como herramientas de acabado superficial y cuchillas para carpintería. También es una opción común para troquelado, acuñado, embutición y conformación de matrices y punzones, así como para hojas de cizalla, calibradores y mordazas de mandril tras el temple y revenido en aceite. Es el grado más utilizado entre los aceros para herramientas de tipo O. Para el acuñado de acero bajo en carbono, el acero O1 sirve como alternativa al acero W1 y se utiliza a menudo en herramientas más pequeñas, especialmente para punzonado, acuñado y prensado de polvo.

Consideraciones sobre el tratamiento térmico para O1

El acero O1 se endurece en aceite y puede endurecerse en tamaños razonables, hasta aproximadamente 50 mm (2 pulgadas). Se endurece a 62-63 HRC con bastante facilidad mediante calentamiento a su temperatura crítica (normalmente alrededor de 790 °C – 816 °C) y temple en aceite. Los valores de dureza alcanzados suelen estar en el rango de 56-58 HRC, o pueden alcanzar alrededor de 60 HRC tras el revenido a baja temperatura, e incluso 58-62 HRC, dependiendo de la aplicación específica. Sin embargo, el acero O1 puede sufrir descarburación durante el tratamiento térmico y es propenso a agrietarse por el choque térmico del temple en aceite. Si bien las bajas temperaturas de endurecimiento y el temple en aceite ofrecen relativa protección contra el agrietamiento en secciones intrincadas, en ocasiones puede ser preferible el doble revenido.

Propiedades mecánicas del O1

Maquinabilidad: Excelente, calificado con 90 (en comparación con el acero al carbono 1% con 100).
Estabilidad dimensional (templado en aceite): Aprox. 0,0015 pulg./pulgada de expansión.
Tenacidad: Clasificación 3 en una escala. Módulo de tenacidad: 68 MPa.
Fortaleza: Mayor rendimiento y UTS en comparación con D2 (debido al agua y al manganeso). Rendimiento: 758-829 MPa, UTS: 846 MPa.
Ductilidad: Estrangulamiento notable antes de la fractura (reducción del área 19.7%).

Entendiendo el acero para herramientas A2

El acero para herramientas AISI A2 es un acero para herramientas de uso general, de temple al aire. La "A" en su denominación indica que es un acero de temple al aire.

Características clave de A2

El acero A2 se caracteriza por su mínima distorsión durante el temple y una mayor tenacidad que los aceros para matrices de temple en aceite, a menudo con una resistencia al desgaste igual o superior. Se caracteriza por su alta resistencia a la abrasión y se considera más seguro para el temple, con características de baja distorsión.

Aplicaciones comunes para A2

El A2 es adecuado para una amplia gama de aplicaciones de herramientas. Se utiliza para insertos, matrices de doblado, matrices de corte, matrices de extrusión y punzones para aluminio. También se utiliza para casquillos de matrices de perforación y matrices de decapado. El A2 es una alternativa común para matrices mecanizadas en cantidades de producción de hasta aproximadamente 100.000 piezas. Para aplicaciones de acuñado, especialmente con acero inoxidable, aleaciones termorresistentes o aceros aleados, su resistencia al desgaste lo convierte en una excelente opción. También se recomienda como material para matrices de acuñado de aleaciones de aluminio y cobre en cantidades de hasta 100.000. El A2 se recomienda para herramientas con menor desgaste, pero con alta tenacidad.

Consideraciones sobre el tratamiento térmico para A2

El acero A2 presenta una alta templabilidad, lo que significa que puede templarse al aire eficazmente. El acero A2 puede enfriarse al aire desde una temperatura de austenización de aproximadamente 995 °C y revenirse a 218 °C para alcanzar una dureza de 59 a 61 HRC. El revenido del acero A2 a aproximadamente 510 °C (950 °F) puede desarrollar un pico de endurecimiento secundario definido, pero pequeño, más intenso cuando el acero se austenizó a temperaturas más altas. Los rangos de dureza típicos para el acero A2 en aplicaciones incluyen 50-60 HRC o 53-56 HRC para moldes, y 58-64 HRC o 56-60 HRC para matrices de doblado/corte. Se recomienda el revenido a alta temperatura del acero A2 para reducir la cantidad de austenita retenida.

Propiedades mecánicas de A2

Maquinabilidad: Inferior al O1, con clasificación 60 (en comparación con el acero al carbono 1% con 100).
Estabilidad dimensional (templado al aire): Mejorado, expansión de aprox. 0,0010 pulg./pulg.
Tenacidad: Calificado con 4 o 5 en una escala (superior a O1).
Resistencia al desgaste: Calificación 6 en una escala. Mayor resistencia a la abrasión que la serie S.
Formación de carburo: Un menor Cr y C en comparación con D2 produce carburos más pequeños, lo que aumenta la tenacidad pero disminuye la resistencia al desgaste en relación con D2.

Tomar la decisión correcta: O1 vs. A2

En resumen, el acero O1 es un acero de temple en aceite de menor costo con buena maquinabilidad y resistencia al desgaste, ideal para herramientas más pequeñas y aplicaciones donde la estabilidad dimensional es menos crítica y el temple en aceite es manejable. El acero A2 es un acero de temple al aire que ofrece mayor estabilidad dimensional y tenacidad, con alta resistencia a la abrasión, lo que lo convierte en una buena opción para aplicaciones que requieren menor distorsión y mayores volúmenes de producción, especialmente al acuñar materiales más tenaces.

La elección depende de los requisitos específicos de su fábrica en cuanto a resistencia al desgaste, tenacidad, control dimensional y limitaciones de costo. Si necesita una distorsión mínima durante el tratamiento térmico y una mayor tenacidad para prevenir el agrietamiento, probablemente sea preferible el acero A2. Si la maquinabilidad y el costo inicial son primordiales y la geometría de su pieza permite un temple en aceite seguro, el acero O1 podría ser adecuado.