Acero D2: Aplicaciones en la fabricación de herramientas

Como proveedor profesional de acero para herramientas, le brindaremos una introducción detallada a las características específicas de Acero para herramientas D2 y sus aplicaciones en la fabricación de herramientas. Es el tipo más común de acero con alto contenido de carbono y cromo. acero para herramientas de trabajo en fríoEntre todos los aceros para herramientas que suministramos, el D2 es el que mayor volumen de suministro ofrece, incluyendo barras redondas y planas D2 laminadas en caliente y forjadas. Es principalmente apto para su uso a temperatura ambiente. La "D" de D2 originalmente significaba "diseñado para corte a alta velocidad", pero posteriormente se descubrió que su rendimiento era excepcional como acero para matrices de trabajo en frío. Hoy en día, este acero es ampliamente reconocido por su excelente resistencia al desgaste y estabilidad dimensional durante el proceso de temple. Gracias a su amplia gama de aplicaciones, todos los aceros para herramientas de trabajo en frío lo utilizan como estándar de referencia.

Composición química

La composición determina en gran medida su rendimiento.

• Carbono (C): aproximadamente 1.55%. Este alto contenido de carbono forma carburos duros, logrando así una alta dureza.
• Cromo (Cr): aproximadamente de 11.50% a 12.05%. El alto contenido de cromo mejora significativamente su resistencia al desgaste y proporciona cierta resistencia a la corrosión, aunque esta resistencia no es tan buena como la del acero inoxidable. El alto contenido de cromo también le confiere una alta templabilidad.
• Molibdeno (Mo): Típicamente de 0,701 TP3T a 1,101 TP3T. El molibdeno mejora la templabilidad, la resistencia a altas temperaturas y la resistencia al ablandamiento.
• Vanadio (V): Normalmente, de 0,201 TP3T a 0,921 TP3T. El vanadio contribuye a la formación de carburos duros, lo que mejora significativamente la resistencia al desgaste y mantiene una estructura de grano fino.
• Manganeso (Mn): Aproximadamente 0,341 TP³T a 0,351 TP³T. El manganeso mejora la templabilidad y la desoxidación.
• Silicio (Si): Entre 0,301 TP³T y 0,311 TP³T. El silicio también mejora la templabilidad y puede mejorar la tenacidad.

Propiedades clave relevantes para la fabricación de herramientas

• Alto Dureza: Después tratamiento térmicoEste material puede alcanzar una dureza de 60 a 62 HRC. En estado templado, el rango de dureza es de 60 a 64 HRC, y después... templadoLa dureza es de 60-61 HRC. En la producción, aprovechamos esta alta dureza.
• Alta resistencia al desgaste y a la abrasión:Tiene excelente tener puesto Resistencia. Esto se debe a que contiene una gran cantidad de carburos de aleación de alta dureza, especialmente carburos ricos en cromo.
• Dureza moderada:Aunque este acero tiene una excelente resistencia al desgaste, su tenacidad Es muy inferior a la de otros aceros para herramientas, como las series S o A, como S7 y A2. En la producción real, al utilizarse para matrices de trabajo en frío, aunque la tenacidad es igualmente importante, este material puede ser una opción adecuada. Además, según nuestra experiencia práctica, el material D2 laminado en caliente presenta una mayor tenacidad que el acero D2 forjado de gran tamaño. Analizamos que esto se debe a que los carburos en el material laminado en caliente son más pequeños y están distribuidos de forma más uniforme.
• Estabilidad dimensionalMínima deformación durante el tratamiento térmico, lo que lo hace ideal para la fabricación de herramientas y moldes de precisión. El temple al aire también minimiza el riesgo de agrietamiento y deformación. Cuando se templa al aire a la temperatura adecuada, la expansión o contracción es de tan solo 0,0005 pulgadas por pulgada.
• MaquinabilidadTiene una excelente resistencia al desgaste, pero esto también dificulta su mecanizado. Si el índice de maquinabilidad del acero con un contenido de carbono de 1% se establece en 100, el índice del acero D2 es de 45.
• Pulibilidad y capacidad de grabado:Tiene buena capacidad de pulido, lo que lo hace adecuado para moldes de plástico y otras herramientas que requieren un alto acabado superficial.
• Soldabilidad:No es fácil soldar utilizando métodos convencionales.

Aplicaciones específicas de fabricación de herramientas

En la siguiente tabla, he enumerado los principales usos del acero D2 y sus características. Estos usos no solo se encuentran en algunos materiales de referencia, sino que también resumen los patrones que hemos observado en nuestra práctica de producción. Invitamos a los lectores a compartir sus opiniones con nosotros.

Solicitud	Motivo/Detalles
Matrices y punzones de corte	Excelente resistencia al desgaste, adecuado para producción en masa, especialmente con acero laminado en caliente, sin decapar.
Matrices de conformación en frío	Excelente resistencia al desgaste y a la deformación. Se utiliza para matrices de embutición (alambre, barras, placas) y matrices de embutición profunda (punzones, matrices de anillo).
Matrices para laminado de roscas	Su alta resistencia al desgaste lo hace adecuado para un uso a largo plazo en matrices de laminado de roscas circulares y planas.
Cuchillas de corte y corte	Ideal para el corte en frío de placas delgadas a medianas en producción en masa. También se puede utilizar para el corte en caliente, pero... H11 Es mejor para la dureza.
Rodillos y rodillos formadores	Excelente resistencia al desgaste. Se utiliza para rodillos laminados en frío, especialmente rodillos roscados y trenes de laminación multirodillos.
Calibres y herramientas de precisión	Su estabilidad dimensional inherente lo hace adecuado para herramientas de alta precisión.
Punzones y matrices de perforación	Excelente resistencia al desgaste.
Matrices de acuñación	Se puede utilizar para troqueles de acuñación y pequeñas piezas de aluminio. Para cavidades profundas propensas a agrietarse, O1, S5/S6, o A2 son mejores alternativas
Herramientas de extrusión en frío	Recomendado para punzones y matrices de extrusión en frío. Compatible con acero para herramientas M2 para extrusión de acero.
Moldes/insertos de plástico	Su alta resistencia al desgaste permite su uso en cavidades empotradas, pero no es su aplicación principal. P20 o H13 Son más comunes en cavidades más grandes o complejas.1

En esencia, su excelente resistencia al desgaste y estabilidad dimensional lo convierten en el material predilecto para aplicaciones de gran volumen y larga duración. Sin embargo, su excelente resistencia al desgaste también lo hace difícil de procesar y relativamente frágil. Es necesario considerar diversos factores al seleccionar materiales.

1. Referencias: Totten, George E., et al., editores. Manual de diseño de aleaciones mecánicas. Marcel Dekker, 2003. ↩︎