El acero de la herramienta es un material esencial en la fabricación moderna, desempeñando un papel fundamental en la producción de herramientas que deben soportar condiciones duras y ofrecer una alta precisión.
Ya sea en el automóvil, aeroespacial, electrónica, o industrias de bienes de consumo,
La dureza sobresaliente de Tool Steel, resistencia al desgaste, y la fuerza lo hace indispensable para aplicaciones de alto rendimiento.
Este artículo proporciona una mirada en profundidad a los diferentes grados de acero de herramientas, sus propiedades únicas, y donde se aplican, ayudándole a navegar la complejidad de seleccionar el acero adecuado para sus necesidades.
1. ¿Qué es la herramienta de acero??
Herramienta de acero se refiere a un grupo de aceros altos de carbono que están específicamente diseñados para resistir las tensiones y el desgaste asociados con las aplicaciones de fabricación de herramientas.
Estos aceros están diseñados para funcionar en condiciones extremas, tales como altas temperaturas,
presión intensa, y ropa abrasiva, haciéndolos esenciales en la producción de herramientas de corte, moldes, matrices, y otras herramientas industriales.
Los aceros de la herramienta tienen propiedades únicas que las distinguen de otros tipos de acero,
como excelente dureza, resistencia al desgaste, tenacidad, y la capacidad de retener la fuerza a temperaturas elevadas.
2. Tipos de acero para herramientas
Los aceros de la herramienta están diseñados para satisfacer las necesidades específicas en todas las industrias. Exploremos los tipos de claves:
Aceros para la herramienta de endurecimiento del agua (Tipo W)
- Propiedades: Alto contenido de carbono (típicamente 0.90–1.40%), Haciéndolos fáciles de endurecerse en el agua.
Acero de herramienta W1 - Aplicaciones: Herramientas básicas como ejercicios, golpes, y roamers.
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- Acero W1: Contiene 1.00–1.10% de carbono, ofreciendo alta dureza pero menor dureza.
- Acero W2: Ligeramente más alto en carbono (1.10–1.40%), Mejorar la dureza aún más a expensas de la dureza.
Aceros de herramienta de trabajo en frío
Los aceros de la herramienta de trabajo en frío están diseñados para herramientas que funcionan a temperaturas relativamente bajas. Estos aceros ofrecen una excelente dureza y resistencia al desgaste., Esencial para cortar y dar forma a las herramientas.
- Tipo D (Cromo alto de alto carbono)
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- Características: Conocido por la excepcional resistencia al desgaste, típicamente que contiene 11-13% de cromo.
- Aplicaciones: Muere por blanking, formando, y acuñación, junto con cuchillas de corte y golpes.
- Aleaciones notables: Acero d2 (12% cromo) logra una dureza de Rockwell C de 57-62.
- Tipo O (Endurecimiento del petróleo)
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- Características: Estos aceros se endurecen en aceite, ofreciendo un equilibrio entre la resistencia al desgaste y la dureza.
- Aplicaciones: Herramientas de corte, Stamping muere, y herramientas de formación.
- Aleaciones notables: Acero o1 (0.90% carbón) proporciona una dureza de 60-64 HRC después del enfriamiento del aceite.
- Tipo A (Endurecimiento del aire)
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- Características: Se endurece en el aire, ofreciendo buena resistencia y estabilidad dimensional.
- Aplicaciones: Usado en medidores, morta de blanking, y herramientas de formación.
- Aleaciones notables: Acero (5% cromo) ofrece una alta estabilidad dimensional con dureza de 55-59 HRC.
Aceros para herramientas resistentes a los golpes (De tipo s)
Los aceros de la herramienta de tipo S están diseñados para resistir impactos repentinos o cargas de choque, haciéndolos ideales para herramientas que soporten el trabajo en frío de servicio pesado.
- Propiedades: Dureza excepcional, Permitir que el acero absorba un alto impacto sin agrietarse.
- Aplicaciones: Cinceles, golpes, conjuntos de remaches, y herramientas de servicio pesado.
- Aleación notable: Acero S7 se destaca debido a su capacidad para resistir la fractura bajo impacto, con calificaciones de dureza de 25-30 ft-lbs.
Aceros para herramientas de trabajo caliente
Estos aceros están formulados para retener la dureza y la tenacidad a las altas temperaturas.
- Propiedades: Mantienen sus propiedades mecánicas incluso a temperaturas de hasta 1200 ° F (650° C).
- Aplicaciones: Fundición, Forjear diarios, y moldes de plástico.
- Aleaciones notables: Acero H13 (5% cromo, 1.5% molibdeno) sobresale en resistencia al calor, retención 90% de su dureza a temperaturas de hasta 1100 ° F.
Aceros de alta velocidad (HSS)
Los aceros de alta velocidad están diseñados para herramientas que necesitan operar a altas velocidades de corte.
- Tipo m (Aceros de alta velocidad de molibdeno): Estos aceros permiten cortar a altas velocidades sin una pérdida significativa en la dureza.
Acero m2 (6% tungsteno, 5% molibdeno) es un excelente ejemplo, ofreciendo versatilidad y alta dureza (60-65 HRC). - T-type (Aceros de alta velocidad de tungsteno): Altamente resistente al calor y al desgaste, Se utiliza para aplicaciones de corte pesado.
Acero T1 (18% tungsteno) mantiene una dureza de 70 HRC en condiciones exigentes.
3. Propiedades clave del acero para herramientas
Abajo, Profundizamos en las propiedades clave del acero para herramientas que lo hacen indispensable en una amplia gama de industrias.
Dureza
Una de las propiedades más críticas del acero de herramientas es su dureza. La dureza se refiere a la resistencia del material a la sangría y al desgaste de la superficie.
Los aceros de la herramienta están diseñados específicamente para mantener una ventaja de corte o herramientas de forma capaces de resistir el uso intenso sobre el uso extendido.
- Alta dureza para cortar y formar: Aceros de herramientas como Acero d2 puede lograr un rango de dureza de 57-62 HRC (Rockwell C), asegurando que mantengan la nitidez incluso en condiciones difíciles.
- Logrado a través del tratamiento térmico: La dureza se logra al apagar el acero en un medio específico (agua, aceite, o aire), seguido de templado para reducir la fragilidad mientras mantiene la alta dureza.
Por qué es importante: La dureza asegura que la herramienta pueda mantener su forma y nitidez durante el uso,
Reducción de la frecuencia de reemplazos y aumentando la eficiencia de las operaciones como cortar, estampado, y moldeo.
Tenacidad
La tenacidad se refiere a la capacidad del acero para la herramienta para absorber el impacto sin fracturar.
Es especialmente importante para las herramientas que experimentan cargas de choque repentinas., como golpes, cinceles, y equipo de herramientas de servicio pesado.
- Equilibrar la dureza con la dureza: La dureza por sí sola no es suficiente; Una herramienta de acero resistente resistirá el agrietamiento bajo estrés de alto impacto.
Acero S7, por ejemplo, tiene una dureza sobresaliente, haciéndolo resistente al choque y capaz de resistir tareas de servicio pesado sin romperse. - Dustitud vs. Fragilidad: Un acero más frágil puede fracturarse cuando se somete a choques repentinos o un alto impacto,
Por eso elegir una aleación equilibrada como Acero (con su buena dureza y dureza) a menudo es esencial para las herramientas que enfrentan una variedad de tensiones.
Por qué es importante: La dureza asegura la longevidad de las herramientas sometidas a impactos frecuentes o un manejo aproximado.
Las herramientas utilizadas en industrias como la construcción o la minería necesitan soportar cargas de alto choque sin agrietarse.
Resistencia al desgaste
La resistencia al desgaste es la capacidad del acero para herramientas para resistir la degradación causada por la fricción y el desgaste mecánico.
Esta propiedad es crítica para herramientas que funcionan con materiales duros o se someten a un desgaste extenso., Como herramientas de corte, matrices, y moldes.
- Formación de carburo: Elementos de aleación como el vanadio, cromo, y el tungsteno contribuye a la formación de carburos duros en el acero, mejorando significativamente su resistencia al desgaste.
Por ejemplo, Acero d2 (con alto contenido de cromo) Ofrece una excelente resistencia al desgaste, haciéndolo ideal para troqueles y herramientas de corte. - Minimizar el desgaste de la herramienta: Cuanto más resistente al desgaste es una herramienta, Cuanto más tiempo pueda funcionar sin la necesidad de mantenimiento o reemplazo, Proporcionar ahorros de costos significativos con el tiempo.
Por qué es importante: La resistencia al desgaste asegura que las herramientas mantengan su efectividad y forma durante un uso extenso., aumentar la eficiencia general y reducir el tiempo de inactividad para el mantenimiento de las herramientas.
Resistencia al calor
La resistencia al calor es crucial para los aceros de herramientas utilizados en entornos de alta temperatura, donde las herramientas deben mantener su fuerza y dureza incluso cuando se exponen al calor extremo.
Esto es particularmente importante para las herramientas de trabajo en caliente utilizadas en el casting de la matriz, forja, y otras aplicaciones de alta calor.
- Mantener la dureza a temperaturas elevadas: Aceros de herramientas como H13 están diseñados para retener sus propiedades mecánicas, como dureza y fuerza, Incluso a temperaturas de hasta 1200 ° F (650° C).
- Estabilidad térmica: Los aceros de la herramienta resistente al calor pueden soportar el ciclismo térmico (calefacción y enfriamiento repetidos) sin sufrir cambios estructurales significativos, que puede conducir a la falla.
Por qué es importante: La resistencia al calor permite que los aceros de la herramienta funcionen en entornos donde otros materiales perderían su resistencia o degradan, como forja de metal y formación en caliente.
Maquinabilidad
Mientras que los aceros de la herramienta generalmente están diseñados para un alto rendimiento en condiciones extremas, Algunas calificaciones ofrecen maquinabilidad superior,
lo cual es esencial para crear formas y componentes complejos antes del tratamiento térmico.
- Facilidad de formación: Aleaciones como Acero o1 (acero endurecedor) son particularmente conocidos por su maquinabilidad, Permitir más fácilmente cortar y conformar durante el proceso de fabricación.
- Impacto en las herramientas y los costos: Los aceros de la herramienta con mejor maquinabilidad permiten a los fabricantes lograr diseños precisos rápidamente, Reducir los costos de mecanizado y los plazos de entrega.
Por qué es importante: Machinabilidad permite procesos de fabricación eficientes, Reducir el tiempo y los costos involucrados en la creación de herramientas o componentes con diseños o especificaciones intrincadas.
Estabilidad dimensional
La estabilidad dimensional se refiere a la capacidad de un acero para mantener su forma y tamaño bajo calor y estrés, que es crítico para herramientas y componentes de precisión.
- Minimizar la deformación: Aceros de herramientas como A2 (acero endurecedor) son conocidos por su estabilidad dimensional superior.
Esto es especialmente valioso en herramientas y troqueles que necesitan mantener tolerancias estrictas. - Control de expansión térmica: El acero con alta estabilidad dimensional resiste la expansión o contracción debido a las fluctuaciones de temperatura, Garantizar el rendimiento constante de la herramienta.
Por qué es importante: La estabilidad dimensional asegura que las herramientas y los componentes conserven su tamaño y forma exactos,
conduciendo a una alta precisión y menos defectos en el producto final, particularmente en la fabricación de mohos y medidores.
Resistencia a la corrosión
Aunque no es la característica principal de todos los aceros de la herramienta, La resistencia a la corrosión es crítica en aplicaciones específicas donde la herramienta está expuesta a la humedad, químicos, u otros entornos corrosivos.
- Adición de cromo: Aceros de alta aleación como Acero d2 (12% cromo) son particularmente resistentes a la corrosión,
Por eso se usan en entornos donde las herramientas están expuestas a humedad o sustancias corrosivas. - Recubrimientos de superficie protectores: En algunos casos, Los aceros de la herramienta están recubiertos o tratados con acabados anticorrosión para mejorar aún más su resistencia al óxido y la degradación.
Por qué es importante: La resistencia a la corrosión asegura que las herramientas puedan funcionar de manera confiable en entornos con alta humedad o exposición a productos químicos, que extiende la vida útil de la herramienta y reduce los costos de mantenimiento.
4. Tratamiento térmico del acero para herramientas
El tratamiento térmico es un proceso crucial para mejorar el rendimiento y las propiedades de los aceros para la herramienta.
Controlando la temperatura, tiempo, y métodos de enfriamiento, El tratamiento térmico altera la microestructura del acero, proporcionando la combinación deseada de dureza, tenacidad, y resistencia al desgaste.
Esta sección explora las diferentes etapas y técnicas de tratamiento térmico utilizados para optimizar el rendimiento del acero para herramientas.
Los conceptos básicos del tratamiento térmico para el acero para herramientas
El tratamiento térmico implica una serie de pasos controlados de calefacción y enfriamiento que cambian las propiedades físicas y a veces químicas del acero para la herramienta. Las principales etapas generalmente incluyen:
- Austenitizar: El proceso de calentar el acero a alta temperatura, donde su microestructura se convierte en austenítica (una solución sólida de carbono en hierro).
- Temple: Enfriamiento rápido para endurecer el acero, típicamente hecho por inmersión en un medio líquido (como aceite, agua, o aire).
- Templado: Recalentar el acero a una temperatura más baja para reducir la fragilidad y ajustar la dureza al nivel deseado.
Cada uno de estos pasos es fundamental para lograr el equilibrio correcto de las propiedades en la herramienta final.
Procesos clave de tratamiento térmico
Austenitizar
Austenitizar es el primer paso en el tratamiento térmico del acero para herramientas, durante el cual el acero se calienta a una temperatura por encima de su punto crítico
(la temperatura a la que la microestructura se transforma en austenita, Generalmente entre 800 ° C y 1300 ° C dependiendo del grado de acero).
- Objetivo: Disolver carbono y otros elementos de aleación en una solución sólida, Crear una estructura uniforme que se pueda enfriar rápidamente para formar martensita u otras fases deseadas.
- Control de temperatura: La temperatura de austenitización debe controlarse cuidadosamente.
Una temperatura demasiado alta puede conducir al crecimiento del grano y reducir la fuerza, mientras que una temperatura demasiado baja puede no disolver suficiente carbono, afectando la dureza final.
Temple
El enfriamiento es el enfriamiento rápido del acero para endurecerlo. La elección del medio de enfriamiento: aceite, agua, aire, o gas: depende en el grado específico de acero de herramientas y las propiedades deseadas.
- Enfriamiento de medios:
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- Agua: Proporciona la velocidad de enfriamiento más rápida, conduciendo a una alta dureza, pero puede inducir grietas o distorsión en algunos aceros de herramientas.
- Aceite: Más lento que el agua, El aceite reduce el riesgo de agrietarse, haciéndolo ideal para aceros que son propensos a las tensiones térmicas, como Acero de herramienta D2.
- Aire: El enfriamiento de aire se usa para aleaciones como Acero (acero endurecedor), que están diseñados para endurecerse en el aire en lugar de un medio líquido.
- Objetivo: El enfriamiento rápido bloquea el carbono en una estructura distorsionada (martensita), conduciendo a alta dureza.
Sin embargo, Este proceso también aumenta las tensiones internas, que puede hacer que el acero sea frágil.
Templado
Después de enfriar, La herramienta de acero es típicamente muy difícil pero también quebradiza.
El templado es el proceso de recalentar el acero a una temperatura más baja., típicamente entre 150 ° C y 650 ° C, para reducir la fragilidad y ajustar la dureza sin sacrificar demasiada fuerza.
- Objetivo: Para aliviar las tensiones internas inducidas por el enfriamiento y permitir una reducción controlada en la dureza para mejorar la tenacidad.
- Efecto sobre las propiedades: El proceso de templado permite que el carbono atrapado en la estructura martensítica precipite en carburos finos, Mejorar la dureza mientras reduce la brecha.
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- Templado de alta temperatura (Más de 500 ° C): Aumenta la dureza a costa de cierta dureza, haciéndolo adecuado para herramientas que deben soportar el impacto y la conmoción, como Acero S7.
- Templado de baja temperatura (menos de 300 ° C): Preserva la dureza mientras ofrece algo de dureza, Ideal para herramientas que requieren un borde afilado, como herramientas de corte.
Normalización
La normalización es otro proceso de tratamiento térmico que implica calentar el acero a una temperatura más alta que su punto crítico y luego enfriar el aire.
Mientras que es similar a la austenitización, La normalización se usa típicamente para refinar la estructura de grano del acero.
- Objetivo: Para refinar la estructura del grano y aliviar las tensiones internas que podrían distorsionar el mecanizado. Este proceso se usa comúnmente para aceros que se han forjado o reparto previamente.
- Efecto sobre la microestructura: Normalizar los resultados en una microestructura más uniforme, Mejorar el rendimiento general del acero en procesos de tratamiento térmico adicionales.
Recocido
El recocido implica calentar el acero a alta temperatura y luego enfriarlo lentamente, Típicamente en un horno. El propósito del recocido es suavizar el acero, haciendo que sea más fácil mecanizar o formar.
- Objetivo: Para aliviar el estrés interno, aumentar la ductilidad, y refine la microestructura del acero, haciéndolo más adecuado para un mayor mecanizado o procesamiento.
- Efecto sobre las propiedades: El recocido reduce la dureza y aumenta la dureza, haciendo que sea más fácil trabajar en sus etapas iniciales.
Técnicas especiales de tratamiento térmico
Tratamiento criogénico
El tratamiento criogénico implica enfriar el acero a temperaturas extremadamente bajas. (típicamente -196 ° C usando nitrógeno líquido). Este proceso es particularmente efectivo después de enfriar y templar.
- Objetivo: Para convertir austenita retenida en martensita y mejorar la formación de carburos finos, Mejora de la resistencia al desgaste, dureza, y estabilidad dimensional.
- Efecto sobre las propiedades: El tratamiento criogénico mejora la resistencia al desgaste y la longevidad del acero, Haciéndolo ideal para herramientas utilizadas en aplicaciones de alta ropa, como cortar o moler.
Endurecimiento de la superficie (Endurecimiento de la caja)
Técnicas de endurecimiento de la superficie, como carburador y nitrurro, se utilizan para endurecer la superficie del acero de la herramienta mientras se mantiene un, más núcleo dúctil.
- Carburador: Implica calentar el acero en un ambiente rico en carbono, Permitir que el carbono se difunda en la capa superficial, aumentando así la dureza de la superficie.
- Nitrurro: Un proceso similar donde el nitrógeno se introduce en la superficie del acero para formar nitruros duros, Mejorar el desgaste y la resistencia a la corrosión sin la necesidad de enfriar.
- Objetivo: Para lograr una alta dureza de la superficie para las herramientas que experimentan un desgaste pesado mientras conservan un interior duro y dúctil.
- Efecto sobre las propiedades: Estos procesos extienden la vida útil de las herramientas en las aplicaciones donde la superficie está sujeta a una intensa fricción o corrosión, pero donde se necesita un núcleo difícil para absorber el shock.
5. Elementos de aleación en acero para herramientas
El rendimiento del acero para herramientas está significativamente influenciado por los elementos de aleación agregados durante su producción..
Estos elementos se eligen específicamente para mejorar las propiedades del acero, como la dureza, resistencia al desgaste, tenacidad, y resistencia al calor.
Carbón (do)
El carbono es el elemento principal en el acero de la herramienta, y juega un papel crucial en la determinación de la dureza y la fuerza del acero. El contenido de carbono en el acero de la herramienta generalmente va desde 0.5% a 2.0%.
Efecto sobre las propiedades:
- Dureza: Un mayor contenido de carbono conduce a una mayor dureza, ya que forma carburos con otros elementos de aleación.
- Resistencia al desgaste: El carbono mejora la resistencia al desgaste al aumentar la dureza y formar carburos duros en el acero.
- Tenacidad: Sin embargo, Demasiado carbono puede hacer que el acero sea frágil, reduciendo su dureza. Una cantidad equilibrada es necesaria para un rendimiento óptimo.
Cromo (CR)
El cromo es uno de los elementos de aleación más importantes en el acero de herramientas, especialmente en aceros de alta velocidad y aceros para herramientas de trabajo en frío.
Es responsable de aumentar la dureza, resistencia al desgaste, y resistencia a la corrosión.
Efecto sobre las propiedades:
- Endurecimiento: El cromo aumenta la enduribilidad del acero para herramientas, lo que significa que ayuda al acero a retener su dureza incluso después de ser calentado y apagado.
- Resistencia al desgaste: Forma fuertes estructuras de carburo, que contribuyen a la resistencia al desgaste del acero.
- Resistencia a la corrosión: El cromo también mejora la resistencia a la corrosión, Especialmente en aceros de herramientas como D2 y M2, Hacerlos adecuados para su uso en entornos donde la oxidación es una preocupación.
- Tenacidad: Mientras que el cromo mejora la fuerza, Las cantidades excesivas pueden reducir la dureza, especialmente a altas temperaturas.
Molibdeno (Mes)
El molibdeno se agrega comúnmente a los aceros de alta velocidad y otros aceros para herramientas para mejorar la resistencia a la alta temperatura y la resistencia al desgaste.
También mejora la capacidad del acero para mantener la dureza a temperaturas elevadas..
Efecto sobre las propiedades:
- Fuerza de alta temperatura: El molibdeno aumenta la resistencia del acero al ablandamiento a altas temperaturas, que es crucial para las herramientas de corte y moldeo expuestas al calor.
- Endurecimiento: Mejora la endenabilidad del acero para herramientas, Asegurar la dureza uniforme en el acero.
- Formación de carburo: El molibdeno ayuda en la formación de estructuras de carburo, Mejora de la resistencia al desgaste.
- Tenacidad: A diferencia de otros elementos de aleación, El molibdeno puede aumentar la tenacidad a temperaturas más altas, haciéndolo adecuado para herramientas utilizadas en resistencia, condiciones de alto estrés.
Tungsteno (W)
El tungsteno es uno de los elementos de aleación más importantes en los aceros de alta velocidad. Contribuye a la capacidad del acero para retener su dureza incluso a temperaturas extremadamente altas..
Efecto sobre las propiedades:
- Resistencia al calor: El tungsteno aumenta la resistencia al calor de los aceros para la herramienta, permitiéndoles funcionar bien a temperaturas elevadas sin perder dureza.
- Dureza: Forma carburos de tungsteno duro, que aumentan la resistencia al desgaste y mantienen el filo de las herramientas.
- Tenacidad: Mientras que el tungsteno mejora la resistencia al calor, Las cantidades excesivas pueden reducir la dureza y hacer que el acero sea más frágil.
- Formación de carburo: El tungsteno forma carburos con carbono, Mejora de la resistencia al desgaste, especialmente en aplicaciones que involucran mecanizado o corte de alta velocidad.
Vanadio (V)
Vanadium es otro elemento de aleación importante en el acero de herramientas, particularmente en aceros de alta velocidad. Mejora la resistencia al desgaste y mejora la microestructura al refinar el tamaño del grano.
Efecto sobre las propiedades:
- Formación de carburo: Vanadium promueve la formación de carburos finos, que mejoran la resistencia al desgaste y la retención de bordes en las herramientas de corte.
- Refinamiento de grano: Vanadium refina la estructura de grano del acero para herramientas, lo que mejora la dureza y reduce el riesgo de fractura.
- Fuerza y dureza: Aumenta la resistencia general del acero al tiempo que mantiene un buen equilibrio de dureza..
- Endurecimiento: Vanadium mejora la enduribilidad, Permitir una penetración más profunda de la dureza durante el tratamiento térmico.
Níquel (En)
Se agrega níquel al acero para herramientas para mejorar su dureza, particularmente a bajas temperaturas.
También mejora la resistencia del acero al impacto y al choque, convirtiéndolo en un elemento crítico para las herramientas utilizadas en difícil, entornos de alto impacto.
Efecto sobre las propiedades:
- Tenacidad: El níquel mejora la dureza, especialmente a bajas temperaturas, lo que lo hace adecuado para herramientas expuestas a choques o impacto repentinos.
- Resistencia a la corrosión: Nickel también agrega resistencia a la corrosión, particularmente en los aceros utilizados para la fabricación de equipos que deben resistir la humedad y otros entornos corrosivos.
- Endurecimiento: El níquel puede mejorar la enduribilidad del acero, Aunque no es una influencia tan fuerte en la enduribilidad como el cromo o el molibdeno.
Cobalto (Co)
El cobalto se usa comúnmente en aceros de alta velocidad para mejorar la resistencia al desgaste, dureza, y resistencia al calor.
Es especialmente útil en herramientas que están sujetas a condiciones de corte de alta velocidad o de desgaste pesado.
Silicio (Y)
El silicio se usa principalmente para mejorar la dureza y la resistencia del acero. A menudo se usa en combinación con otros elementos de aleación para mejorar el rendimiento general del acero.
Boro (B)
Boron a veces se agrega en pequeñas cantidades al acero para herramientas para aumentar. Es especialmente útil en los grados de acero que requieren endurecimiento profundo, pero donde el costo es una preocupación.
Otros elementos
Tool Steels también puede contener trazas de otros elementos como titanio (De), manganeso (Minnesota),
y aluminio (Alabama) Para refinar la microestructura, mejorar la resistencia a la corrosión, o mejorar otras propiedades especializadas.
Estos elementos se utilizan en combinación con los principales elementos de aleación para lograr las características específicas requeridas para diferentes aplicaciones de herramientas.
6. Aplicaciones de acero para herramientas
Tool Steel está diseñado para cumplir con los requisitos exigentes de varias aplicaciones industriales,
particularmente en la fabricación de herramientas y equipos que sufren un fuerte estrés, altas temperaturas, y ropa intensa.
Herramientas de corte
Una de las aplicaciones más comunes del acero para herramientas está en la producción de herramientas de corte.
Los aceros de la herramienta se utilizan ampliamente en la fabricación de herramientas de corte debido a su excelente dureza, resistencia al desgaste, y capacidad para soportar altas temperaturas.
Aplicaciones:
- Simulacros: Herramientas de perforación, tales como ejercicios de giro, escariadores, y broches, requiere acero para herramientas para mantener bordes afilados y resistir el desgaste que viene con materiales resistentes penetrantes.
- Fin de fábricas y cortadores: Utilizado para mecanizar una variedad de materiales, Molinos finales y herramientas de corte hechas de aceros de alta velocidad
como M2 o M42 puede operar a altas velocidades y temperaturas sin perder su eficiencia de corte. - Sierras y cuchillas: Cuchillas de sierra circulares, Band Saw Blades y otras herramientas de corte industrial están hechas de acero para herramientas para su dureza y resistencia al desgaste,
que son críticos para cortar el metal, madera, y materiales compuestos. - Taps y muere: Estos se utilizan para operaciones de subcontratación, y aceros para herramientas con excelente dureza, como H13 y S7, se prefieren mantener la durabilidad y la precisión bajo estrés.
Herramientas de formación (Moldes y muere)
Los aceros de la herramienta se utilizan ampliamente en la fabricación de troqueles y moldes para configurar, formando, o estampar piezas de metal.
Estas herramientas deben soportar altas presiones, temperaturas, y desgaste abrasivo durante largas carreras.
Aplicaciones:
- Moldes de inyección: Aceros para herramientas, como P20 y H13, se usan para moldear la inyección de plástico, goma, y piezas de metal.
Necesitan mantener la precisión dimensional y resistir el desgaste durante los ciclos repetidos. - Fundición Matrices: Herramienta de alto rendimiento aceros como H13 y A2 se usan en la fundición, Donde los metales fundidos se ven obligados a los moldes.
Estos troqueles deben soportar el ciclo térmico y las condiciones de alto estrés sin grietas o perder forma. - Stamping muere: En el estampado de chapa, aceros para herramientas como D2 y A2 Proporcione la resistencia y la resistencia del desgaste necesarias para formar piezas como componentes automotrices, carcasa electrónica, y más.
- Forra de muertos: Aceros de herramientas como H13 también se usan para forja Muere en la fabricación de piezas formadas en caliente como componentes automotrices y aeroespaciales.
Herramientas de trabajo en frío
Las herramientas de trabajo en frío se utilizan en aplicaciones donde el material que se procesa está a temperatura ambiente o solo ligeramente calentada.
Estas herramientas requieren dureza y resistencia al desgaste excepcionales para manejar las tensiones de cortar, cizallamiento, y moldeando metales fríos.
Aplicaciones:
- Cuchillas de corte: Usado en el corte y el cizallamiento de las hojas de metal y las barras, aceros para herramientas de trabajo en frío como D2 y O1 son seleccionados por su capacidad para resistir el desgaste de los bordes.
- Golpes y muere: Golpes de trabajo en frío, utilizado en procesos como golpear, blanking, y perforación, Confíe en los aceros de la herramienta como A2 o D2 para mantener bordes afilados y garantizar una larga vida útil de la herramienta.
- Herramientas de estampado en frío: Herramientas utilizadas en la producción de piezas formadas por frío, como lavadoras y pernos, a menudo están hechos de aceros para la herramienta de trabajo frío para resistir el desgaste y retener su forma bajo presión.
- Herramientas de corte y flexión: Varias herramientas de corte y flexión para operaciones de formación de frío utilizan aceros para herramientas para su durabilidad y fuerza bajo frío, condiciones de alto estrés.
Herramientas de trabajo en caliente
Las herramientas de trabajo en caliente se emplean en aplicaciones donde el metal se calienta a altas temperaturas durante los procesos de fabricación.
Estas herramientas no solo deben ser duras y resistentes al desgaste, sino también mantener su fuerza y dureza a temperaturas elevadas..
Aplicaciones:
- Dies de falsificación caliente: Utilizado en procesos como forjar piezas de acero,
Aceros de herramienta de trabajo caliente como H13 y H21 son cruciales para mantener su forma y resistir el agrietamiento térmico durante la forja de metales calientes. - Extrusión muere: En la extrusión de aluminio, acero, y otros metales, son necesarios aceros para herramientas que puedan soportar altas temperaturas sin deformación o agrietamiento.
H13 se usa comúnmente para este propósito. - Rollos de molino: Los aceros de trabajo caliente se utilizan para hacer rollos para molinos de acero y molinos de aluminio.
Estos rollos deben soportar altas presiones y temperaturas al tiempo que proporcionan dimensiones precisas para el producto terminado.. - Dies de estampado caliente: Utilizado en la producción de piezas en las industrias automotrices y aeroespaciales,
Los troqueles de estampado caliente requieren aceros para herramientas con alta resistencia y resistencia al desgaste a temperaturas elevadas.
Aplicaciones aeroespaciales y automotrices
El acero de la herramienta juega un papel fundamental en el aeroespacial y automotor industrias, donde precisión, fiabilidad, y el alto rendimiento son esenciales.
Aplicaciones:
- Componentes del motor: Los aceros de la herramienta se utilizan en la producción de componentes del motor como las cuchillas de la turbina, asientos de válvula, y engranajes,
donde se requieren alta resistencia y resistencia a altas temperaturas. - Piezas de corte y mecanizado: En las industrias automotriz y aeroespacial, aceros de alta velocidad como M2 o M42 se utilizan para fabricar herramientas de corte que pueden procesar metales duros con precisión.
- Moldes para piezas automotrices: Moldes de inyección para producir piezas automotrices de plástico y compuesto,
como paneles y parachoques, a menudo están hechos de aceros para herramientas para garantizar una alta precisión dimensional y un uso a largo plazo.
Herramientas y dispositivos médicos
Los aceros de la herramienta se utilizan cada vez más en la industria médica, particularmente para instrumentos que requieren alta precisión, fortaleza, y resistencia al desgaste.
Aplicaciones:
- Instrumentos quirúrgicos: Aceros de herramientas como O1 o D2 se utilizan en la producción de cuchillas quirúrgicas, escala, y pinzas.
Estas herramientas deben mantener bordes afilados y resistir la corrosión y el desgaste durante el uso.. - Instrumentos dentales: Taladros dentales, escaladoras, y otras herramientas están hechas de acero para herramientas para su precisión y durabilidad.
- Implantes y prótesis: Los aceros de la herramienta también se utilizan en la producción de implantes y dispositivos protésicos debido a su excelente relación de fuerza / peso y biocompatibilidad.
Otras aplicaciones especializadas
Tool Steel también encuentra aplicaciones en una variedad de industrias especializadas, como la minería, energía,
y defensa, donde se utiliza para hacer equipos y herramientas diseñados para soportar condiciones extremas.
Aplicaciones:
- Herramientas mineras: Los aceros de la herramienta se utilizan para fabricar equipos de minería como taladros de roca, trituradores, y excavadoras. Estas herramientas deben soportar las fuerzas significativas de desgaste e impacto..
- Herramientas de la industria energética: En el sector energético, particularmente en la extracción de petróleo y gas, Los aceros de la herramienta se utilizan para las herramientas de fondo de fondo,
brocas de perforación, y otros equipos expuestos a condiciones de alta presión y temperatura. - Equipo militar: Los aceros de la herramienta se utilizan para hacer equipos de alto rendimiento, como piezas de armas de fuego, munición de armadura, y maquinaria de grado militar.
7. Conclusión
El acero de la herramienta sigue siendo una piedra angular en la fabricación moderna debido a su excepcional combinación de dureza, tenacidad, y resistencia al calor.
Si está trabajando con herramientas de corte, moldes, o muere, Seleccionar el grado de acero de herramientas apropiado es crucial para optimizar el rendimiento y garantizar la longevidad de sus herramientas.
Al comprender los diferentes tipos de aceros para herramientas y sus propiedades únicas, Puede tomar una decisión informada que maximice la eficiencia y la durabilidad de sus operaciones de herramientas.
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