ACEROS PARA HERRAMIENTAS DE TRABAJO EN FRÍO

Entendiendo el acero para herramientas

El acero para herramientas es una categoría crítica de aleaciones de acero, desarrollada específicamente para la fabricación de herramientas, matrices y moldes. Estos componentes son esenciales para dar forma, conformar y cortar diversos materiales, incluyendo otros aceros, metales no ferrosos, plásticos, madera, etc. Los aceros para herramientas están diseñados para ofrecer alta dureza y durabilidad, lo que les permite soportar condiciones de servicio exigentes.

Un subconjunto clave es el acero para herramientas de alta velocidad (HSS), definido por normas como la ASTM A600. Estas complejas aleaciones a base de hierro contienen carbono, cromo, vanadio, molibdeno o tungsteno (y, en ocasiones, cobalto). Su composición específica se equilibra cuidadosamente para ofrecer un endurecimiento robusto, una resistencia excepcional al desgaste, la capacidad de conservar la dureza a altas temperaturas (conocida como "dureza roja") y la tenacidad necesaria para un corte industrial eficaz.

Por qué el acero para herramientas es diferente

Los aceros para herramientas constituyen una categoría de acero distintiva e importante debido a sus aplicaciones específicas y, fundamentalmente, a sus requisitos de tratamiento térmico. Presentes en innumerables procesos industriales que requieren moldes, matrices o herramientas de corte, abarcan desde composiciones de acero cercanas al carbono hasta grados altamente aleados.

La característica definitoria del acero para herramientas es su capacidad de ser Endurecido y revenido mediante tratamiento térmicoLas composiciones químicas se controlan con precisión para que el tratamiento térmico adecuado proporcione las propiedades necesarias para el trabajo. Las propiedades clave incluyen:

• Alta dureza: Resistencia a la penetración y a la abrasión (comúnmente medida con escalas como la Rockwell). Cabe destacar que en los aceros aleados, la resistencia al desgaste no solo depende de la dureza.
• Resistencia al calor (“Dureza roja”): Capacidad de mantener la dureza a altas temperaturas.
• Resistencia a la abrasión: Capacidad de soportar el desgaste.
• Resistencia a los golpes (dureza): Capacidad de soportar un impacto sin romperse.
• Estabilidad dimensional: Resistencia al movimiento o distorsión durante el endurecimiento.
• Capacidad de corte: Eficiencia en las operaciones de mecanizado.

Dado que ningún grado de acero se destaca en todas estas áreas simultáneamente, existen muchos aceros para herramientas diferentes, cada uno adaptado a demandas de rendimiento específicas.

Tipos comunes de acero para herramientas

Los aceros para herramientas se clasifican generalmente según factores como la aplicación, la composición o el método de tratamiento térmico. El sistema del Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) es común y utiliza una designación de letras y números (p. ej., W1, S7, H13, M2). Las categorías clave incluyen:

• Endurecedor de agua (serie W): Principalmente aceros al carbono que requieren un enfriamiento rápido en agua.
• Resistente a golpes (serie S): Diseñado para una alta tenacidad contra el impacto.
• Trabajo en frío (series O, A, D):
  
  • Endurecimiento por aceite (O): Buena templabilidad con menos distorsión que el temple en agua.
  • Endurecimiento al aire (A): Un mayor contenido de aleación permite un enfriamiento por aire más lento, minimizando la distorsión.
  • Alto contenido de carbono y cromo (D): Excelente resistencia al desgaste para trabajos en frío.
• Trabajo en caliente (serie H): Mantiene la resistencia y resiste el desgaste a temperaturas elevadas (utilizado en matrices de forja, moldes de extrusión).
• Alta velocidad (series M y T): Mantienen la dureza a temperaturas de corte muy altas (se utilizan para brocas y fresas). La serie M está basada en molibdeno; la serie T, en tungsteno.

Selección y fabricación

Seleccionar el grado correcto de acero para herramientas es vital. La elección depende de la aplicación y de los requisitos de equilibrio, como la resistencia al desgaste, la tenacidad (resistencia al impacto), la dureza en caliente, la facilidad de mecanizado, la respuesta al tratamiento térmico y el coste. Por ejemplo, las herramientas de corte priorizan la resistencia al desgaste, mientras que las herramientas de impacto necesitan tenacidad.

La fabricación de aceros para herramientas requiere un control minucioso, que a menudo comienza con fundidos de alta calidad en hornos eléctricos. Procesos como forja (un área en la que Aobo Steel cuenta con más de 20 años de experiencia) y el laminado refinan la estructura y dan forma al material. La pulvimetalurgia ofrece una alternativa para grados específicos, proporcionando una estructura fina y uniforme.

La importancia del tratamiento térmico

El tratamiento térmico es fundamental para lograr el rendimiento deseado en los aceros para herramientas. Este proceso generalmente implica endurecimiento (calentamiento a la temperatura correcta y luego enfriamiento) seguido de templado (recalentamiento a una temperatura más baja) para alcanzar el equilibrio final de dureza y tenacidad. El método de temple (con agua, aceite o aire) depende del contenido de aleación del acero y de la necesidad de minimizar la distorsión.

En conclusión

Los aceros para herramientas son aleaciones de alto rendimiento diseñadas para aplicaciones exigentes en herramientas, matrices y moldes. Su combinación única de dureza, resistencia al desgaste, tenacidad y resistencia térmica se debe a composiciones químicas cuidadosamente controladas y un tratamiento térmico preciso, lo que los hace indispensables en la fabricación moderna. En Aobo Steel, nuestro profundo conocimiento y amplia experiencia garantizan que proporcionamos el acero para herramientas adecuado a sus necesidades.