¿Qué es el acero para herramientas?

Definición de acero para herramientas

En términos de uso, el acero para herramientas es el acero empleado para fabricar diversas herramientas, como herramientas de corte, moldes y calibres. Entre los diversos tipos de acero, el acero para herramientas fue el primero en desarrollarse y utilizarse. A principios del siglo XX, se producían la mayoría de los principales aceros para herramientas.

En términos de producción, en comparación con el acero al carbono común, el acero para herramientas cumple dos condiciones: acero de aleación mezclado y un proceso de tratamiento térmico antes de su uso.

Designación de aceros para herramientas

Los aceros para herramientas se designan según diferentes sistemas a nivel mundial, lo que dificulta su precisión y comparación. La norma ASTM, ampliamente utilizada en EE. UU., asigna una letra y un número para indicar grados específicos, reflejando propiedades o aplicaciones.

Tipo	Símbolo	Calificaciones de ejemplo
endurecimiento por agua	Yo	W1
Resistente a los golpes	S	S7
Trabajo en frío endurecido con aceite	Oh	O1, O2
Trabajo en frío de endurecimiento al aire	A	A2
Matrices de alto contenido de carbono/cromo	D	D2, D3
Moldes de plástico	PAG	P20
Trabajo en caliente (cromo/tungsteno)	H	H11, H13
Tungsteno de alta velocidad	T	T1, T2
Molibdeno de alta velocidad	METRO	M2

Clasificación de los aceros para herramientas

Hay 4 clasificaciones comunes, acero para herramientas de trabajo en frío, acero para herramientas de trabajo en calienteAcero para moldes de plástico y acero de alta velocidad. Presentamos uno por uno.

1. Acero para herramientas de trabajo en frío Se utiliza para dar forma al metal a temperatura ambiente, fabricar moldes como estampación, embutición, estampación, extrusión, estampación y troqueles. Se clasifica en tres tipos: acero para herramientas de trabajo en frío de baja aleación (por ejemplo, acero AISI 01), mAcero para herramientas de trabajo en frío de aleación de medio (por ejemplo, acero A2) y Acero para herramientas de trabajo en frío de alta aleación (p. ej., acero D2. Este acero también suele clasificarse como acero para herramientas con alto contenido de carbono y cromo. Su contenido de carbono es de 1,41 TP3T a 1,61 TP3T)
2. 2. Acero para herramientas de trabajo en caliente Se utiliza para moldes metálicos a altas temperaturas, como forja en caliente, extrusión, fundición a presión y cizallamiento. Estos aceros suelen contener elementos de aleación como tungsteno, molibdeno, cromo y vanadio, que pueden mejorar el rendimiento de los moldes a alta temperatura. En China, el acero para trabajo en caliente H13 se utiliza ampliamente en fábricas de aleaciones de aluminio para materiales de construcción. Dividimos el acero para herramientas de trabajo en caliente en tres tipos según su contenido de aleación y uso. Acero para matrices de trabajo en caliente de baja aleación (por ejemplo, 5CrNiMo, 5CrMnMo),  Acero para matrices de trabajo en caliente de aleación media (por ejemplo, H13, H11, H12, H10), y Acero para matrices de trabajo en caliente de alta aleación (por ejemplo, H21)
3. acero de alta velocidad Se utiliza en la fabricación de herramientas de corte. Al utilizar este metal para cortar, conserva su dureza y filo a altas velocidades y temperaturas, por lo que se le denomina acero de alta velocidad. Esto se debe a que la adición de tungsteno, cromo, molibdeno, cobalto, vanadio y otros aceros aleados le confiere una excelente resistencia al desgaste y dureza al rojo a altas temperaturas.
4. Acero para moldes de plástico Es el material utilizado para crear moldes para la fabricación de productos plásticos. Dado que cada producto plástico requiere un tipo de molde distinto, el acero para moldes de plástico se presenta en diversas variedades especializadas. Estos son los tipos más comunes:

• Acero estructural al carbono:Básico y utilizado para moldes simples.
• acero cementado:Tratado para hacer la superficie más dura.
• Acero preendurecido (por ejemplo, P20, P20+Ni):Endurecido previamente para facilitar el mecanizado.
• Acero endurecido por envejecimiento:Se hace más fuerte con el tiempo.
• Acero resistente a la corrosión:Resiste la corrosión, ideal para plásticos especiales.
• Acero de fácil corte (por ejemplo, P20+S):Fácil de procesar.
• acero martensítico:Ofrece tanto buena tenacidad como resistencia.
• Acero pulido a espejo:Proporciona una superficie súper lisa para moldes de alta calidad.

Guía fácil para seleccionar acero para moldes

Aquí presentamos una guía simplificada y reorganizada para elegir acero para moldes. Se centra en su rendimiento en uso y su facilidad de procesamiento durante la fabricación.

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Utilice el rendimiento (Cómo funciona el molde)

Esta sección explica qué tan bien se mantiene el molde en condiciones de trabajo.

• Fortaleza
  • DurezaLos moldes deben ser resistentes para resistir la deformación. El acero para matrices de trabajo en frío suele tener una dureza de aproximadamente 60 HRC, mientras que el acero para matrices de trabajo en caliente oscila entre 40 y 55 HRC. Incluso con la misma dureza, las diferentes composiciones de acero pueden tener un rendimiento diferente.
  • Dureza rojaPara moldes de trabajo en caliente, la dureza debe mantenerse a altas temperaturas. El acero al carbono común puede soportar entre 180 y 250 °C, mientras que el acero al cromo-molibdeno soporta entre 550 y 600 °C.
  • Resistencia a la compresión y a la flexiónLos moldes deben soportar presión y flexión. Las pruebas de resistencia reflejan el uso real mejor que la dureza por sí sola.
• Tenacidad
  • Los moldes deben resistir impactos sin agrietarse ni astillarse. La tenacidad depende de la composición del acero, su pureza, el tamaño del grano y el tratamiento térmico. Es un equilibrio entre tenacidad, resistencia y resistencia al desgaste.
• Resistencia al desgaste
  • Los moldes deben resistir la fricción y el desgaste. La alta dureza y la buena distribución de los carburos reducen el desgaste por acción mecánica, oxidación o fusión.
• Resistencia a la fatiga por calor
  • Los moldes para trabajo en caliente deben soportar altas temperaturas y ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento sin agrietarse. Los factores clave incluyen la resistencia a la fatiga térmica (tiempo antes de que se formen grietas), la velocidad de crecimiento de las grietas y la tenacidad a la fractura (resistencia a la propagación de las grietas).
• Resistencia a la mordedura
  • Los moldes deben evitar adherirse o soldarse por puntos a la pieza. Una mejor resistencia se mide mediante pruebas de fricción.

Rendimiento del proceso (Qué fácil es hacer el molde)

Esta sección se centra en la trabajabilidad del acero durante su fabricación.

• Maquinabilidad
  • Trabajo en caliente:El acero debe moldearse fácilmente a altas temperaturas.
  • Trabajo en fríoIncluye corte, esmerilado y pulido. El acero para moldes es duro y difícil de procesar, pero añadir elementos como azufre o plomo puede mejorar la maquinabilidad.
• Templabilidad y templabilidad
  • TemplabilidadEl acero debe endurecerse uniformemente, especialmente en moldes grandes. Esto depende de su composición.
  • Templabilidad:La dureza depende principalmente del contenido de carbono, que es fundamental para los moldes de trabajo en frío.
• Temperatura de temple y deformación por tratamiento térmico
  • Un amplio rango de temperaturas de temple simplifica la producción. Los moldes, especialmente los de precisión, deben deformarse mínimamente durante el tratamiento térmico.
• Sensibilidad a la oxidación y descarburación
  • El calentamiento puede causar oxidación o pérdida de carbono, lo que reduce la dureza y la resistencia al desgaste. El acero es sensible a esto y requiere un tratamiento especial, como el procesamiento al vacío.

Aplicaciones del acero para herramientas

De acuerdo a la aplicación, hemos categorizado el ACERO PARA HERRAMIENTAS que ofrece nuestra empresa.

Categoría	Grado de acero	Principales áreas de aplicación	Ejemplos de uso específicos
Acero para herramientas de trabajo en frío	D2	Matrices y herramientas para trabajo en frío	Matrices de estampación, matrices de conformación, herramientas de corte, matrices de extrusión en frío, herramientas manuales
	D3	Matrices y herramientas para trabajo en frío	Matrices de estampación, matrices de conformación, herramientas de corte, matrices de extrusión en frío, herramientas manuales
	A2	Matrices y herramientas de corte para trabajo en frío	Punzones, matrices de estampación, matrices de conformación, herramientas de corte para carpintería
	O1	Herramientas y matrices para trabajo en frío de uso general	Herramientas de corte de uso general, matrices de estampación, herramientas de corte, resortes
	O2	Herramientas y matrices para trabajo en frío de uso general	Herramientas de corte de uso general, matrices de estampación, herramientas de corte, resortes
Acero para herramientas resistente a los golpes	S7	Herramientas de trabajo en frío de alto impacto	Punzones, cizallas, matrices de tiradas cortas, matrices de estampación
Acero para herramientas de trabajo en caliente	H11	Matrices y herramientas para procesamiento de alta temperatura	Matrices de forja en caliente, matrices de fundición a presión, herramientas de corte en caliente, herramientas de extrusión
	H13	Matrices y herramientas para procesamiento de alta temperatura	Matrices de forja en caliente, matrices de fundición a presión, herramientas de corte en caliente, herramientas de extrusión
Acero para herramientas de alta velocidad	M2	Herramientas de corte de alta velocidad	Brocas, fresas, hojas de sierra, herramientas de roscado, brochas
	M35	Herramientas de corte de alta velocidad (contienen cobalto, mayor dureza al rojo)	Brocas, fresas, hojas de sierra, herramientas de roscado, brochas
	M42	Herramientas de corte de alta velocidad (contienen cobalto, mayor dureza al rojo)	Brocas, fresas, hojas de sierra, herramientas de roscado, brochas
Acero para moldes	P20	Moldes de inyección de plástico	Moldes de inyección de plástico, bases de moldes, moldes de fundición a presión, marcos de moldes grandes
	P20+Ni	Moldes de inyección de plástico (resistencia a la corrosión mejorada)	Moldes de inyección de plástico, bases de moldes, moldes de fundición a presión, marcos de moldes grandes
	P20+S	Moldes de inyección de plástico (mejora de la maquinabilidad)	Moldes de inyección de plástico, bases de moldes, moldes de fundición a presión, marcos de moldes grandes