Acero para herramientas M42 | 1.3247 | SKH59

3. Acero para herramientas M42 Tratamiento térmico

Una herramienta M42 perfectamente tratada pasa por varias fases distintas: preparación y precalentamiento, austenización (templado), temple y revenido. Cada etapa es indispensable para desarrollar la microestructura y las propiedades mecánicas deseadas.

3.1 Preparación y precalentamiento

Una preparación meticulosa es crucial antes de someter el acero para herramientas M42 a altas temperaturas de endurecimiento. Esto suele incluir procesos iniciales como recocido, que ablanda el acero, refina su microestructura y lo prepara para un endurecimiento eficaz. Las herramientas también pueden ser esferoidizado para mejorar la maquinabilidad.

El tratamiento térmico del acero para herramientas M42 generalmente incorpora una fase de precalentamiento por etapas, vital para minimizar el choque térmico y el posible agrietamiento, especialmente en herramientas con secciones transversales variables.

• Una temperatura de precalentamiento común para M42 es 815 °C (1500 °F).
• El objetivo es llevar el acero a la temperatura uniformemente, reduciendo la tensión antes de la etapa crítica de austenización.

3.2 Austenización (endurecimiento)

La austenización es la etapa fundamental de transformación. En ella, el acero para herramientas M42 recocido (principalmente ferrita y carburos de aleación) se calienta a una temperatura alta específica. Esto transforma la estructura en... austenita y disuelve carburos de aleación complejos, esenciales para la dureza final y las características de desgaste.

Los parámetros clave para la austenización del acero para herramientas M42 incluyen:

• Temperatura: Generalmente entre 1180 °C a 1190 °C (2155 °F a 2175 °F)Un estudio identificó 1180 °C (1453 K) como la temperatura de austenización óptima.
• Tiempo de espera: Relativamente corto para aceros de alta velocidad, generalmente 2 a 6 minutos Una vez que el acero alcanza la temperatura objetivo, se recomienda un remojo de 4 minutos a 1190 °C (2175 °F). Mantener el acero M42 a 1180 °C durante 15 a 30 minutos ha demostrado una microestructura y dureza consistentes.
• Precaución: Exceder la temperatura o el tiempo de mantenimiento recomendados puede ser perjudicial. Puede provocar una disolución excesiva del carburo y un crecimiento indeseable del grano, lo que afecta negativamente las propiedades del acero, incluyendo una posible disminución de la dureza debido a fenómenos como la maduración de Ostwald si se mantiene durante demasiado tiempo (p. ej., 45 minutos a 1180 °C).

3.3 Enfriamiento

Después de la austenización, el acero para herramientas M42 se enfría rápidamente (se templa) para transformar la austenita en martensitaLa martensita es una estructura cristalina dura que proporciona propiedades resistentes al corte y al desgaste.

• Medios de extinción: Esto se puede lograr mediante aire, aceite o un baño de sal. El acero para herramientas M42 presenta una templabilidad profunda, alcanzando una buena dureza en toda su sección transversal.
• Velocidad de enfriamiento: Una alta velocidad de enfriamiento es importante. Influye en las temperaturas inicial (Ms) y final (Mf) de la martensita y puede afectar la cantidad de austenita retenida.
• Dureza recién templada: el acero para herramientas M42 normalmente alcanza una dureza recién templada de alrededor de 65-68 HRC.
  La martensita sin revenir, aunque muy dura, también está sometida a altas tensiones, es frágil e inestable. Por lo tanto, el revenido es esencial.

3.4 Revenido

El revenido, un paso crítico tras el temple, implica recalentar el acero para herramientas M42 a una temperatura intermedia por debajo de su punto crítico de transformación. Esto mejora significativamente la usabilidad y el rendimiento mediante varios mecanismos:

• Alivio del estrés: Alivia las tensiones internas del temple, reduciendo la susceptibilidad al agrietamiento.
• Mejora de la dureza: Aumenta significativamente la tenacidad, haciendo que el acero sea menos quebradizo.
• Transformación de austenita retenida: Transforma la austenita retenida (que puede reducir la dureza y la estabilidad dimensional) en martensita fresca, templada en ciclos posteriores.
• Endurecimiento secundario: Exposiciones M42 endurecimiento secundarioLos carburos de aleación finos y complejos se precipitan durante el revenido, lo que aumenta aún más la dureza. El M42 es conocido por su excelente dureza en caliente, que alcanza hasta 69 HRC después del temple (normalmente alrededor de 538 °C / 1000 °F). Los resultados óptimos a menudo implican un templado en el lado alto del pico de dureza secundario.

Ciclos de templado múltiples:

El acero para herramientas M42 requiere múltiples ciclos de templado (generalmente de dos a cuatro) para garantizar la transformación completa de la austenita retenida y templar la martensita nueva.

• Temperatura: Las temperaturas de revenido comunes para M42 están entre 510 °C (950 °F) y 538 °C (1000 °F).
• Tiempo de remojo: Cada ciclo de templado generalmente implica remojo durante 2 a 4 horas a la temperatura elegida.

Temple de alivio de tensiones (post-mecanizado):

Después de un pulido, soldadura o mecanizado por descarga eléctrica (EDM) significativo en M42 tratado térmicamente, se recomienda enfáticamente un revenido final para aliviar la tensión a una temperatura de 14-28 °C (25-50 °F) más baja que la última temperatura de revenido.

3.5 Resumen de los parámetros del tratamiento térmico del acero para herramientas M42

Para proporcionar una descripción general rápida, los parámetros típicos para el tratamiento térmico del acero para herramientas M42 se resumen a continuación: