Propiedades del acero para herramientas de trabajo en caliente 3Cr2W8V (H21)

En Aobo Steel, reconocemos que seleccionar el material adecuado es crucial para el rendimiento y la durabilidad de sus herramientas. Con más de 20 años de experiencia en forja y un amplio conocimiento del acero para herramientas, queremos brindarle información clara sobre el acero para herramientas 3Cr2W8V, también conocido como H21. Este es un acero común para herramientas de trabajo en caliente, y comprender sus detalles técnicos es fundamental para su uso eficaz.

1. Composición química del acero para herramientas 3Cr2W8V

El acero para herramientas 3Cr2W8V es un acero de aleación que se define por su composición química. Si bien las normas pueden variar ligeramente, los principales elementos de aleación son:

• Carbono (C):Típicamente 0,30% – 0,40%
• Cromo (Cr):Típicamente 2.20% – 2.70%
• Tungsteno (W):Típicamente 7.50% – 9.00%
• Vanadio (V):Típicamente 0,20% – 0,50%

También se establecen límites a las impurezas como el fósforo (P) y el azufre (S) para mantener la calidad del material.

2. Grados equivalentes de acero para herramientas 3Cr2W8V

Al buscar materiales a nivel mundial, es posible que encuentre diferentes nombres para grados de acero iguales o similares. Los equivalentes del acero para herramientas 3Cr2W8V incluyen:

• Europeo (EN): X30WCrV9-3 (1.2581)
• Estados Unidos (AISI): H21
• Japón (JIS): SKD5
• Alemania (DIN): 1.2581, X30WCrV9-3
• Chequia (CSN): 19721

Tenga en cuenta que la composición química puede variar ligeramente entre estándares. Consulte siempre la ficha técnica del material específico para confirmar que se ajusta a sus necesidades específicas.

3. Propiedades del acero para herramientas 3Cr2W8V

Los elementos de aleación confieren al acero para herramientas 3Cr2W8V propiedades esenciales para el trabajo a alta temperatura:

• Dureza en caliente: Mantiene bien la dureza y la resistencia a altas temperaturas, generalmente hasta unos 650 ° C, resistiendo la deformación.
• Resistencia al desgaste térmico y a la fatiga: Resiste el desgaste y la tensión provocados por los ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento comunes en el trabajo en caliente.
• Tenacidad a altas temperaturas: Ofrece una tenacidad razonable a temperaturas de trabajo, lo que ayuda a prevenir el agrietamiento bajo tensión.

4. Aplicaciones del acero para herramientas 3Cr2W8V

Gracias a estas propiedades, el acero para herramientas 3Cr2W8V se utiliza para:

• Forjado en caliente: Punzones y matrices, especialmente donde las cargas de impacto no sean excesivamente altas.
• Extrusión en caliente: Herramientas como matrices y mandriles, especialmente para aleaciones de cobre.
• Fundición a presión: Tradicionalmente se utiliza para fundición a presión de aleaciones de aluminio y cobre, aunque los aceros más nuevos pueden ofrecer una vida útil más larga en algunos casos.
• Otros trabajos en caliente: Cuchillas de corte en caliente y herramientas de corte en caliente.

5. Importancia del tratamiento térmico

Para lograr un rendimiento óptimo del acero para herramientas 3Cr2W8V se requiere precisión tratamiento térmicoUn proceso típico implica:

1. Austenitización: Calentamiento a 1050°C-1100°C.
2. Temple: Normalmente, el temple en aceite se emplea para producir una estructura martensítica dura. Temperaturas de austenización más altas pueden aumentar la templabilidad, pero requieren un control minucioso para evitar la distorsión o el agrietamiento. El temple en gas, a veces seguido de temple en aceite, puede emplearse para secciones más grandes.
3. Templado: Se realiza dos o tres veces, normalmente entre 560 °C y 580 °C, para equilibrar la dureza y la tenacidad.

Este proceso suele producir una dureza de 49-52 HRC. Se pueden ajustar tratamientos específicos; por ejemplo, se pueden utilizar temperaturas de temple más bajas para aplicaciones de trabajo en frío que requieren una estructura de grano refinada y mayor tenacidad.

6. Mejora del rendimiento con tratamientos de superficie

Los tratamientos de superficie pueden mejorar significativamente la vida útil de las herramientas 3Cr2W8V:

• Nitruración / Nitruración con oxígeno: Aumenta la dureza superficial y la resistencia al desgaste. La nitruración con oxígeno ha dado buenos resultados en matrices de fundición a presión de aluminio.
• Recubrimientos PVD (por ejemplo, TiN): Añade dureza a la superficie, reduce la fricción y mejora la resistencia al desgaste y al agarrotamiento.
• Tratamiento con vapor: Crea una capa protectora de óxido, mejorando la resistencia a la corrosión.
• Borización: Mejora la resistencia al desgaste; a veces se utiliza junto con la nitruración iónica para matrices de extrusión en caliente.
• Recubrimiento electroquímico (cromo): Mejora la resistencia al desgaste y reduce la adhesión del material en la fundición a presión.

7. Posibles desafíos y mejores prácticas

Si bien es eficaz, los usuarios deben tener en cuenta los posibles problemas con el acero para herramientas 3Cr2W8V:

• Agrietamiento: Un mayor contenido de aleación puede hacerlo propenso a agrietarse en puntos de tensión, como esquinas afiladas o cambios de sección, o debido a choques térmicos. Es fundamental un precalentamiento adecuado y evitar un enfriamiento rápido.
• Desgaste/Fatiga (Fundición a presión): Pueden producirse desgaste adhesivo, oxidación, hendiduras superficiales y fatiga térmica.
• Defectos del material: Problemas como la descarburación o la carburación durante el tratamiento térmico, o un forjado y recocido inadecuados, pueden provocar fallas prematuras.

En Aobo Steel, nuestros más de 20 años de experiencia en forja y la colaboración con más de 40 proveedores estables nos permiten gestionar eficazmente estos factores a través de una meticulosa selección de materiales, procesamiento y control del tratamiento térmico.

8. Opciones de acero alternativas

Si el acero para herramientas 3Cr2W8V no satisface totalmente sus requisitos, otros grados podrían ser más adecuados:

• 4Cr5MoSiV1 (H13): Ofrece mayor tenacidad y resistencia a la fatiga térmica, a menudo se utiliza como sustituto.
• Aceros base (por ejemplo, 6Cr4W3Mo2VNb, 5Cr4Mo3SiMnVAL): Estos proporcionan alta resistencia y tenacidad para herramientas de trabajo tanto en caliente como en frío.
• Aceros especializados para fundición a presión: Optimizado para la resistencia a la fatiga térmica en fundición a presión de aluminio.
• Aceros de alta velocidad (grados modificados/PM): Considerado para aplicaciones de alto desgaste que necesitan buena tenacidad.

Cómo elegir el acero adecuado con Aobo Steel

La selección del acero óptimo depende de su proceso específico: temperatura de operación, tipo de carga, material que se trabaja y vida útil deseada de la herramienta.

Aobo Steel cuenta con la experiencia y el conocimiento necesarios para ayudarle a evaluar si el acero 3Cr2W8V es la mejor opción o si otro grado ofrecería una mejor relación calidad-precio. Contáctenos para hablar sobre las necesidades específicas de su aplicación. Visítenos en www.aobosteel.com.