Acero para herramientas L6 | 1.2714 | SKT4

3. Tratamiento térmico del acero para herramientas L6

Un tratamiento térmico eficaz es crucial para maximizar el rendimiento y la vida útil de los componentes de acero para herramientas L6. Como acero para herramientas de cromo-níquel de baja aleación y versátil, el L6 ofrece un equilibrio único entre tenacidad y resistencia al desgaste cuando se procesa correctamente. 

3.1 Etapas clave en el tratamiento térmico del acero para herramientas L6

3.1.1 Recocido

Tras cualquier proceso de trabajo en caliente, como la forja, el acero para herramientas L6 debe recocerse adecuadamente. Este paso es fundamental para preparar el material para el mecanizado y el temple posteriores.

• Proceso: El acero L6 debe someterse a un recocido blando o esferoidizado. No se recomienda la normalización. Este tratamiento refina la microestructura del acero, mejorando su maquinabilidad y garantizando una respuesta uniforme durante la fase de temple.
• Responsabilidad del proveedor: Normalmente, este proceso de recocido lo realiza la acería, lo que garantiza que el acero para herramientas L6 se suministre en condiciones óptimas para su posterior procesamiento.

3.1.2 Alivio del estrés

Para minimizar la distorsión durante el proceso de endurecimiento posterior y mejorar la estabilidad general de las piezas de acero para herramientas L6, el alivio de tensiones es una práctica muy recomendada.

• Después del mecanizado en bruto: Esto es especialmente beneficioso para componentes L6 con geometrías complejas, cavidades profundas o tras una eliminación considerable de material durante el mecanizado de desbaste. El rango de temperatura recomendado para este alivio de tensiones es de 650 °C a 730 °C (1200 °F a 1350 °F).
• Después de las operaciones secundarias: También se recomienda encarecidamente un revenido de alivio de tensiones después de operaciones como rectificado, soldadura o electroerosión (EDM). Para ello, seleccione una temperatura de revenido aproximadamente de 14 °C a 28 °C (de 25 °F a 50 °F) inferior a la utilizada en el último ciclo de revenido de la pieza.

3.1.3 Precalentamiento antes del endurecimiento

Un precalentamiento cuidadoso y controlado es esencial para evitar el choque térmico y reducir el riesgo de agrietamiento cuando el acero para herramientas L6 se calienta a la temperatura de endurecimiento.

• Directriz general: Normalmente se recomienda una temperatura de precalentamiento de aproximadamente 650 °C (1200 °F).
• Para secciones más grandes o intrincadas: Se recomienda calentar el acero L6 lenta y uniformemente a lo largo del rango crítico de temperatura, que oscila aproximadamente entre 650 °C y 760 °C (1200 °F y 1400 °F). Esto garantiza la consistencia de la temperatura en todo el componente, minimizando las tensiones internas antes de la austenización.

3.1.4 Endurecimiento: Austenización y temple

El proceso de endurecimiento confiere al acero para herramientas L6 la resistencia y la resistencia al desgaste necesarias. Consta de dos fases principales: austenización (calentamiento hasta la temperatura de endurecimiento) y temple (enfriamiento rápido).

a. Austenitización:

• Temperatura estándar: La temperatura de austenización típica del acero para herramientas L6 es de alrededor de 830 °C (1525 °F).
• Rango de temperatura: Las temperaturas de austenitización se pueden aumentar hasta aproximadamente 955 °C (1750 °F) generalmente sin causar un engrosamiento severo del grano de austenita, que de otra manera podría comprometer la tenacidad del acero.

b. Enfriamiento:

• Medio primario: El temple en aceite es el método estándar y preferido para el acero para herramientas L6 debido a su capacidad de lograr una buena dureza y minimizar la distorsión.
• Medios alternativos: Para piezas L6 con diseños sencillos o secciones transversales muy gruesas, se puede considerar el temple en agua o salmuera. Cabe destacar que los grados L6 con molibdeno presentan una templabilidad tan alta que, en ocasiones, pueden templarse eficazmente al aire.
• Objetivo: El propósito del temple es enfriar rápidamente el acero desde la temperatura de austenización. Este enfriamiento rápido facilita la transformación de la fase austenítica en martensita, que es la microestructura dura deseada en los aceros para herramientas. La selección adecuada del medio de temple y una agitación adecuada son factores cruciales para lograr un endurecimiento uniforme y exitoso. La agitación ayuda a mantener una velocidad de enfriamiento constante en toda la superficie de la pieza y previene la formación de bolsas de vapor aislantes, lo que resulta en una dureza más uniforme.

3.1.5 Revenido

El revenido es un paso indispensable tras el temple del acero para herramientas L6. Este proceso de tratamiento térmico consiste en recalentar el acero endurecido a una temperatura intermedia para aliviar las tensiones internas, reducir la fragilidad y lograr el equilibrio final deseado entre dureza y tenacidad.

a. Ajuste de dureza:

La dureza final del acero para herramientas L6 es inversamente proporcional a la temperatura de revenido; al aumentar esta, la dureza disminuye, pero la tenacidad generalmente mejora. Los grados L6 con contenido de molibdeno presentan una mayor resistencia al ablandamiento a temperaturas de revenido más altas.

b. Dureza específica de la aplicación:

• Para aplicaciones como sierras para trabajar la madera, generalmente se busca una dureza revenida de 45 a 50 HRC.
• Otras aplicaciones, como ciertas matrices y punzones, pueden requerir niveles de dureza más altos, de 58 a 62 HRC, que se logran utilizando temperaturas de revenido más bajas.

c. Mejora de la ductilidad:

La ductilidad a la tracción del acero para herramientas L6 tiende a mejorar con temperaturas de revenido superiores a 315 °C (600 °F).

d. Consideraciones dimensionales:

Es importante reconocer que durante el revenido se producen cambios dimensionales (tanto contracciones como expansiones). Estos se deben a transformaciones microestructurales y al alivio de tensiones internas. Para aplicaciones que exigen alta estabilidad dimensional, es común realizar múltiples ciclos de revenido. Estos ciclos adicionales pueden ayudar a asegurar la transformación completa de la austenita retenida y a aliviar aún más las tensiones internas, lo que contribuye a una estabilidad dimensional superior a lo largo del tiempo.

3.2 Resumen de las temperaturas clave del tratamiento térmico para el acero para herramientas L6

3.3 Propiedades obtenidas mediante el tratamiento térmico del acero para herramientas L6

El acero para herramientas L6 tratado térmicamente correctamente presenta varias propiedades deseables:

• Buena tenacidad y maquinabilidad: El L6 es conocido por su excelente tenacidad, lo que lo hace resistente al impacto, junto con una buena maquinabilidad en su estado recocido.
• Resistencia al desgaste adecuada: Debido a su contenido de carbono, L6 proporciona una buena resistencia al desgaste, especialmente adecuado para aplicaciones que no impliquen altas temperaturas.
• Riesgo bajo de distorsión: El acero para herramientas L6 tiene una susceptibilidad relativamente baja a la distorsión y al agrietamiento durante el proceso de endurecimiento, particularmente cuando se enfría en aceite.
• Resistencia a la descarburación: No muestra una tendencia pronunciada a descarburarse durante el ciclo de endurecimiento.
• Limitación de temperatura: Es importante tener en cuenta que el acero para herramientas L6 tiene una dureza en caliente relativamente baja y resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas, lo que lo hace generalmente inadecuado para aplicaciones de servicio a alta temperatura.