Selección de aceros para matrices de acuñación

Causas de falla de la matriz de acuñación

Las matrices de estampación de monedas pueden dañarse por los siguientes problemas:

• Desgaste: la superficie de la matriz se desgasta, especialmente cuando la presión es baja y el material de la pieza de trabajo es blando, el metal puede pegarse a la matriz, lo que genera un mayor desgaste.
• Abolladura: se presiona hacia abajo la superficie del molde.
• Agrietamiento: el molde se agrieta, generalmente porque está sometido a demasiada presión o el diseño es demasiado complejo.

Acero de uso común en la industria de la plata: acero endurecido al agua W1

En la industria platera (p. ej., la fabricación de monedas de plata, cobre o acero inoxidable), el grabado de monedas se realiza habitualmente con martillos de impacto. El acero más utilizado para este fin es el acero W1 templado al agua, con las siguientes características:

• Dureza superficial: 59 a 61 HRC (HRC es la unidad de dureza y cuanto mayor sea el número, más duro es).
• Propiedades de endurecimiento superficial: Solo la capa superficial se endurece al enfriarse, y el interior permanece más blando. Esta característica confiere al molde una superficie dura (resistente al desgaste) y tenacidad (menos propenso al agrietamiento).
• Templabilidad controlada: El grado de endurecimiento del acero se puede controlar con precisión.

Los aceros W1 son adecuados para situaciones en las que la presión no es demasiado alta y la pieza de trabajo es blanda, como por ejemplo para estampar aleaciones de plata o cobre.

Desafíos y soluciones para diseños en relieve profundo

Si una moneda presenta un diseño profundo (por ejemplo, un patrón complejo), el acero W1 endurecido al agua puede fallar debido a grietas. Para solucionar este problema, existen los siguientes aceros:

1. Acero al carbono para herramientas de endurecimiento profundo: se endurece a mayor profundidad y puede soportar grabados más complejos.

2. Acero dulce (por ejemplo, S1 o L6):

• Dureza: 57 a 59 HRC.
• Índice de tenacidad: 6 a 8 (resistente y menos propenso a agrietarse).

3. Aceros de alta tenacidad (por ejemplo, H11 o H12):

• Dureza: 45 a 52 HRC (inferior a W1, pero mejor tenacidad).
• Debido a su menor dureza, la superficie se raya con facilidad. Se puede proteger añadiendo un cromado duro (de 0,127 a 0,254 mm, o de 0,005 a 0,010 pulgadas de espesor).

Selección de moldes pequeños

Para moldes pequeños que requieren mayor resistencia al desgaste, se pueden utilizar los siguientes aceros:

• Acero templado al aceite O1: dureza 56 a 58 HRC.
• Los aceros A2 y D2 endurecidos al aire tienen una dureza de 56 a 58 HRC. Estos aceros ofrecen un mejor rendimiento en moldes pequeños gracias a su resistencia al desgaste y a su idoneidad para la impresión de alta precisión.

Cómo se fabrican los troqueles – Hubbing

Los troqueles para estampar monedas se fabrican mejor mediante el mecanizado en huso que mediante el mecanizado directo. El mecanizado en huso utiliza una fresa madre para moldear la forma del troquel y es mucho más económico que el mecanizado. Cómo se comportan los diferentes aceros al realizar el mecanizado en huso:

• Los aceros O1 y A2 se pueden prensar en frío, pero pueden requerir un recocido intermedio (calentamiento para ablandar el acero y evitar que se agriete demasiado) entre impresiones.
• El acero W1 es más fácil de prensar. Con la misma presión, el acero W1 tiene el doble de profundidad de indentación que el acero A2.

Resumen: Factores clave en la elección del acero

En resumen, a la hora de elegir el acero para las matrices de estampación de monedas hay que tener en cuenta los siguientes factores:

• Resistencia al desgaste: la matriz debe poder utilizarse durante mucho tiempo sin desgastarse.
• Dureza: el molde no debe agrietarse fácilmente.
• Propiedades de endurecimiento: el equilibrio entre la dureza superficial y la tenacidad interna.
• Maquinabilidad: si es fácil de mecanizar o prensar.
• Costo: tratar de reducir el costo mientras el rendimiento satisfaga la demanda.

Diferentes situaciones requieren diferentes aceros:

• El acero W1 es adecuado para estampados superficiales, baja presión y la industria de la platería.
• Acero S1, L6: adecuado para estampado profundo, cuando se requiere tenacidad.
• Acero H11, H12: cuando se requiere máxima tenacidad, con cromado duro para protección.
• Aceros O1, A2, D2: moldes pequeños cuando se necesita alta resistencia al desgaste.