aceros moldes

DOCUMENTO GUÍA PARALA ELECCIÓN DE ACEROS Y

RECOMENDACIONES PRÁCTICASPARA LA FABRICACIÓN DE

MOLDES Y MATRICES

Fundación ASCAMM

Primera EdiciónAbril 2000

Queda totalmente prohibida la reproducción total o parcial del presente documentosin autorización expresa de la Fundación ASCAMM.

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PRIMERA EDICIÓN

Abril 2000

Innovación y Desarrollo Tecnológico Fundación ASCAMM



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Índice

0. Antecedentes. ................................................................................................................................. 3

1. Objeto, campo de aplicación y definiciones. ............................................................................... 4

2. Composición química.................................................................................................................... 5

3. Obtención, estado de suministro y calidad del producto. .......................................................... 8

4. Recomendaciones para el tratamiento térmico según aplicación. ............................................ 9

5. Recomendaciones orientativas de fabricación. ......................................................................... 11

6. Limitaciones de elección según masa......................................................................................... 14

Anexo 1. Propiedades comparativas................................................................................................... 15

Anexo 2. Microestructuras de referencia para aceptación de aceros para trabajo en caliente (tipo

1.2344). .................................................................................................................................................. 17

Anexo 3. Recomendaciones adicionales para mantenimiento y reparación de moldes y matrices

incluida la soldadura............................................................................................................................ 19

Anexo 4. Recomendaciones para posteriores tratamientos de superficie y recubrimientos. ........ 20

Anexo 5. Relación de marca de aceros según aplicación. ................................................................. 21

Anexo 6. Comité de seguimiento......................................................................................................... 23




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0. Antecedentes.

Este trabajo es el resultado del Grupo de Elección de Aceros para Moldes y Matrices realizado

en la Fundación ASCAMM Centro Tecnológico con la participación de las siguientes firmas:

• Bademol (fabricación de moldes para termoplásticos y fundición inyectada).

• Böhler (fabricación de acero para herramientas).

• Coutal (fabricación de matrices de extrusión de aluminio y tratamientos térmicos para

herramienta).

• Matribages (fabricación de matrices).

• Matrix (fabricación de moldes para termoplásticos y matrices progresivas, de corte y

doblado).

• Mol-Tecni, 6 (fabricación de moldes para termoplásticos y fundición inyectada).

• Tauvi (fabricación de moldes para termoplásticos y termoestables).

• Iscar Ibérica (herramientas de metal duro).

• Metalográfica (tratamientos térmicos).

• Stahlmol (representación de acero para herramientas).

• Uddeholm (fabricación de acero para herramientas).

• Departament d’Enginyeria Metal·lúrgica i Ciència del Materials, U.P.C.

• Laboratori General d’Assaigs i Investigacions.

• Sidenor (fabricación de acero para herramientas).

• Thyssen Ibérica S.A.(fabricación de acero para herramientas).

• Tratamientos Térmicos Carreras (tratamientos térmicos).

• Vacutrem (tratamientos térmicos).

El estudio final ha sido contrastado y supervisado por el Laboratori General d’Assaigs i

Investigacions y los centros técnicos de Böhler, Thyssen Ibérica y Uddeholm.




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1. Objeto, campo de aplicación y definiciones.

1.1. Objeto:

El presente documento tiene por objeto definir los aceros usados para la construcción de

herramientas de trabajo en frío, en caliente y moldes para la transformación de plástico y metales

ligeros. Se define, también, su estado de suministro, sus propiedades mecánicas y comparativas

que serán garantizadas, a petición, con un certificado de conformidad. Además se realizan las

recomendaciones pertinentes para el mecanizado, la soldadura, los tratamientos posteriores y

acabados de superficie, y el mantenimiento preventivo para moldes y matrices.

1.2. Campo de aplicación:

Su campo de aplicación es el de los aceros de trabajo en frío y en caliente, aceros para

transformación de plástico, así como en matrices para corte y conformación en frío. Igualmente,

es aplicable en requerimientos de tenacidad, resistencia a alta temperatura, a la abrasión y a la

fatiga térmica.

1.3. Definiciones:

Acero para herramientas de trabajo en frío: Son aquellos aceros utilizables para la

transformación de materiales, cuya temperatura de trabajo se sitúa por debajo de los 200 ºC. Son

aceros con elevada resistencia mecánica, al desgaste, al revenido, dureza, tenacidad y estabilidad

dimensional.

Acero para herramientas de trabajo en caliente: Son aquellos aceros utilizables para la

transformación de materiales, cuya temperatura de trabajo se sitúa por encima de los 200 ºC. Son

aceros con elevada resistencia al desgaste en caliente y tenacidad en caliente, estabilidad

dimensional y moderada resistencia a la corrosión.

Acero para moldes de transformación de plástico: Son aquellos aceros utilizables para la

transformación de plástico, con elevada dureza, estabilidad dimensional, resistencia a la

corrosión y al desgaste, y buena aptitud al pulido.

Nota aclaratoria: en el presente documento se usará la norma W.Nr. para la designación de los

aceros. En la tabla general se muestran las correspondencias con otras normas. Al final del

documento se incluye una hoja para que el usuario anote las marcas que considere.




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2. Composición química.

2.1. Aceros para herramientas de trabajo en frío:

La composición química en porcentaje en peso será la siguiente:

Sería recomendable reducir los tipos de acero. Las señaladas en sombreado tienen una cobertura

del 100% de las aplicaciones convencionales de trabajo en frío. Se distinguen los cuatro grupos:

• Alta aleación: 1.2080 y 1.2379. Aceros indeformables de temple total.

• Media aleación: 1.2363, 1.2550 y 1.2767. Aceros de temple total y alta tenacidad.

• Baja aleación: 1.2210, 1.2510 y 1.2842. Aceros de temple limitado.

• Acero rápido: 1.3343, 1.3344 y aceros pulvimetalúrgicos con alto contenido de vanadio. Para

aplicaciones en frío, corte fino y corte de materiales abrasivos e inoxidables.

2.2. Aceros para herramientas de trabajo en caliente:


Los aceros sombreados cubren el 100% de las aplicaciones convencionales de trabajo en

caliente.

W.-Nr. C Si Mn <P <S Cr Mo Ni V W1.2080 1,90-2,20 0,10-0,40 0,15-0,45 0,03 0,03 11,0-12,0 - - - -1.2101 0,58-0,66 0,90-1,20 0,90-1,20 0,03 0,03 0,40-0,70 - - - -1.2210 1,10-1,25 0,15-0,30 0,20-0,40 0,03 0,03 0,50-080 - - 0,07-0,12 -1.2363 0,90-1,05 0,20-0,40 0,40-0,70 0,035 0,035 4,80-5,50 0,90-1,20 - 0,10-0,30 -1.2379 1,50-1,60 0,10-0,40 0,15-0,45 0,03 0,03 11,0-12,0 0,60-0,80 - 0,90-1,10 -1.2380 2,10-2,30 0,15-0,30 0,25-0,40 0,03 0,02 12,5-13,5 0,80-1,10 - 3,70-4,00 -1.2436 2,00-2,25 0,10-0,40 0,15-0,45 0,03 0,03 11,0-12,0 - - - 0,60-0,801.2510 0,90-1,05 0,15-0,35 1,00-1,20 0,035 0,035 0,50-0,70 - - 0,05-0,15 0,50-0,701.2550 0,55-0,65 0,50-0,70 0,15-0,45 0,03 0,03 0,90-1,20 - - 0,10-0,20 1,80-2,101.2601 1,55-1,75 0,25-0,40 0,20-0,40 0,03 0,03 11,0-12,0 0,50-0,70 - 0,10-0,50 0,40-0,601.2721 0,45-0,55 0,15-0,35 0,40-0,60 0,035 0,035 0,90-1,20 - 3,00-3,50 - -1.2767 0,40-0,50 0,10-0,40 0,15-0,45 0,03 0,03 1,20-1,50 0,15-0,35 3,80-4,30 - -1.2842 0,85-0,95 0,10-0,40 1,90-2,10 0,03 0,03 0,20-0,50 - - 0,05-0,15 -

W.-Nr. C Si Mn <P <S Cr Mo Ni V W1.2343 0,36-0,42 0,90-1,20 0,30-0,50 0,03 0,03 4,80-5,50 1,10-1,40 - 0,25- 0,50 -1.2344 0,37-0,47 0,90-1,20 0,30-0,50 0,03 0,03 4,80-5,50 1,20-1,50 - 0,90-1,10 -1.2365 0,28-0,35 0,10-0,40 0,15-0,45 0,03 0,03 2,70-3,20 2,60-3,00 - 0,40-0,70 -1.2367 0,35-0,40 0,30-0,50 0,30-0,60 0,03 0,03 4,70-5,20 2,70-3,30 - 0,40-0,71 -1.2581 0,25-0,35 0,15-0,30 0,20-0,40 0,035 0,035 2,50-2,80 - - 0,30-0,40 8,00-9,001.2709* <0,03 <0,10 <0,15 0,01 0,01 <0,25 4,50-5,20 17,0-19,0 - -1.2714 0,50-0,60 0,10-0,40 0,65-0,95 0,03 0,03 1,00-1,20 0,45-0,55 1,50-1,80 0,07-0,12 -1.2886* 0,13-0,18 0,15-0,25 0,15-0,25 - - 9,50-10,5 4,90-5,20 - 4,45-0,55 -1.4980* <0,08 <2,00 <2,00 0,03 0,03 13,5-16,0 1,00-1,50 24,0-27,0 0,10-0,50 -

W.-Nr. Co Ti Otros1.2709* 8,50-10,0 0,80-1,20 -1.2886* 9,50-10,50 - -1.4980* - 1,90-2,30 Al<0,35;B 0,003-0,01




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2.3. Acero para moldes de transformación de plástico:


Los aceros indicados cubren prácticamente el 100% de la demanda para las aplicaciones estándar

de los moldes de plástico. Existen desarrollos de estas calidades, indicadas para mayores

exigencias. Los desarrollos se centran fundamentalmente en mejoras en el proceso de fabricación

para obtener materiales más homogéneos en sus características, libres de segregaciones e

impurezas no metálicas.

2.4. Desviaciones admisibles en el producto:

Las desviaciones admisibles en los contenidos de aleación son las contempladas en DIN 17350-

80. Estas desviaciones también se encuentran con los mismos valores en UNE 36018-1:1994

(ver anexos).

Los contenidos de azufre y fósforo, elementos no metálicos, de los aceros para moldes de

plástico estarán deseablemente limitados a los contenidos mínimos de la norma. En particular un

contenido de azufre inferior al 0,005 supone indudables ventajas en todos los procesos que

necesiten un buen acabado superficial.

2.5. Propiedades comparativas:

En el Anexo 1 se muestran las propiedades comparativas para aceros de cada clase. La escala de

valores para las siguientes tablas es de ∅ a +++, en aumento.

COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS ACEROS: TRATAMIENTO TÉRMICO

W.Nr. Dureza Temple hasta elnúcleo

Tenacidad Capacidadde pulido

Capacidad detexturizado

Maquinabilidad Soldabilidad

1.2311 + + ++ ++ ++ ++ ++1.2312 + + ∅ + ∅ +++ ++1.2711 ++ ++ +++ ++ ++ ∅ +1.2738 + ++ +++ ++ ++ + ++

W.-Nr. C Si Mn <P <S Cr Mo Ni V W

1.2311 0,35-0,45 0,20-0,40 1,30-1,60 0,035 0,035 1,80-2,10 0,15-0,25 - - -1.2312 0,35-0,45 0,30-0,50 1,40-1,60 0,03 0,05-0,10 1,80-2,00 0,15-0,25 - - -1.2711 0,50-0,60 0,15-0,35 0,50-0,80 0,03 0,03 1,50-1,80 0,25-0,35 1,50-1,80 0,07-0,12 -1.2738 0,35-0,45 0,20-0,40 1,30-1,60 0,03 0,035 1,80-2,10 0,15-0,25 0,90-1,20 - -

1.2344 0,37-0,47 0,90-1,20 0,30-0,50 0,03 0,03 4,80-5,50 1,20-1,50 - 0,90-1,10 -1.2379 1,50-1,60 0,10-0,40 0,15-0,45 0,03 0,03 11,0-12,0 0,60-0,80 - 0,90-1,10 -

1.2083 0,38-0,45 <1,00 <1,00 0,03 0,03 12,5-13,5 - - - -1.2085 0,28-0,38 <1,00 <1,00 0,03 0,05-0,10 15,0-17,0 - <1,00 - -1.2316 0,33-0,43 <1,00 <1,00 0,03 0,03 15,0-17,0 1,00-1,30 <1,00 - -

Aceros bonificados

Aceros de temple

Aceros inoxidables




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COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS ACEROS: RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

W.Nr. Dureza Resistencia a lacorrosión

Tenacidad Capacidadde pulido

Resistencia aldesgaste


1.2083 ++ ++ + +++ ++ ++ +1.2085 ∅ + + + + +++ +1.2316 ∅ +++ +++ ++ + ∅ +

COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS ACEROS: DUREZA TOTAL PARA PLÁSTICOS

W.Nr. Dureza Temple total Tenacidad Capacidadde pulido



1.23431.2344

+ +++ +++ ++ + +++ +

1.2379 +++ +++ ∅ ∅ +++ ∅ ∅1.2767 + +++ +++ +++ + + +1.2842 +++ ∅ + ++ + +++ +

COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS ACEROS: FUNDICIÓN A PRESIÓN

W.Nr.∗ Dureza Tenacidad Resistencia a las grietastérmicas


Conductividadtérmica

Soldabilidad

1.2343 + ++ + + + +1.2344 + + + ++ + +1.2365 + + + + +++ +1.2367 + ++ ++ ++ ++ +

∗Nota: Todos estos aceros en calidad de ESR/ESU. Ver apartado 3.1.

COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS ACEROS: EXTRUSIÓN

W.Nr.∗ Dureza Tenacidad Resistencia al desgaste Estabilidad dimensional Soldabilidad1.2343 + ++ + + +1.2344 + + ++ + +1.2367 + ++ +++ ++ +

COMPARACIÓN DE PROPIEDADES DE LOS ACEROS: ESTAMPACIÓN Y FORJA

W.Nr.∗ Dureza Tenacidad Resistencia al desgaste a alta temperatura Conductividad térmica1.23431.2344

+ + + +

1.2365 + + + ++1.2367 + + ++ ++1.2714 ∅ +++ ∅ +1.2767 + +++ + ∅


COMPARACIÓN DE PROPIEDADES DE LOS ACEROS: FABRICACIÓN DE VIDRIO

W.Nr.∗ Dureza Resistencia a la oxidación Conductividad térmica Capacidad de pulido Soldabilidad1.2083 ++ + ++ +++ +1.23431.2344

++ + ++ ++ +





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3. Obtención, estado de suministro y calidad del producto.

3.1. Obtención del producto.

Los aceros deben ser obtenidos por técnicas específicas de metalurgia secundaria o bien por

refundición eléctrica de escoria (ESR, electro slag refining) o similares, más forja especial según

acero y dimensiones finales. En cualquier caso deberá ser un material homogéneo con

comportamiento isótropo.

Cuando sea necesario para obtener una elevada calidad superficial en el molde, pulidos,

fotograbados, etcétera, podrán especificarse métodos de fabricación del acero que garanticen este

nivel de acabado. Por ejemplo, metalurgia secundaria que incluya desgasificación en vacío para

los aceros bonificados, o bien diferentes métodos de refusión (ESR, ESU, VAR, PESR) para los

aceros de temple.

Dada la importancia de utilización de los aceros pulvimetalúrgicos, en próximas revisiones el

comité de seguimiento considerará la posibilidad de incluirlos.

3.2. Bandeado. Grado de limpieza. Microestructuras.

Los aceros deben estar exentos de bandeados relevantes y defectos internos (porosidades,

rechupes, cavidades, grietas e inclusiones). Deberá, asimismo, garantizarse el mínimo nivel de

segregaciones. Una forma de determinar fallos de esta clase es mediante ultrasonidos. Cuando se

trate de acero en barra puede solicitarse el sentido de orientación de las fibras.

Para la identificación del grado de microestructura se usarán las micrografías del Anexo 2

referido al acero 1.2344.

3.3. Estado de suministro: grado superficial, tolerancias, pre-mecanizado, tamaño de carburos.

Deberán especificarse todos los tratamientos y pre-mecanizados realizados al material, grado

superficial, tamaño de carburos y tolerancias para definir su estado de suministro. Si es necesario

deberá indicarse cualquier otro factor o propiedad que pudiera afectarse en posteriores

mecanizados o tratamientos.

El acero se suministrará en estado de recocido globular, puesto que mejora la maquinabilidad del

acero. Tal y como se indica en el Anexo 2, la microestructura aceptable será uniforme en la

distribución de carburos esferoidales finos, sobre matriz ferrítica, y exenta de áreas perlíticas.

Podrá rechazarse el material si se observan carburos primarios en los límites de grano, o

cualquier desviación importante sobre la solicitada del Anexo 2.




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3.4. Certificación de conformidad del producto.

A petición del transformador se puede solicitar una certificación de conformidad del producto

que puede incluir:

• Identificación de la colada de origen. En casos especiales puede ser sobre producto.

• Dureza y microestructura en estado de suministro.

• Análisis químico.

• Tamaño de grano.

• Nivel de microbandeamiento.

• Comportamiento al impacto (acero para trabajo en frío y en caliente).

• Respuesta al tratamiento térmico.

• Indicación de la dirección del fibrado.

4. Recomendaciones para el tratamiento térmico según aplicación.

Los aceros de herramientas, tanto para trabajo en frío como en caliente, y transformación de

plástico deben ser estabilizados para eliminar tensiones causadas durante su mecanización y

transformación. Los suministradores de material deben indicar con el máximo detalle posible

cuales son los mejores tratamientos a realizar para su material y como deberán realizarse.

4.1. Aceros para herramientas de trabajo en frío:

Los aceros de trabajo en frío se deben templar y revenir para conseguir la dureza de aplicación.

Deberá tenerse en cuenta el fenómeno de la fragilidad de revenido, así como las modificaciones

dimensionales según la orientación del fibrado.

Recomendar de forma clara las diferentes temperaturas de temple y revenidos según tratamientos

posteriores (PVD, nitruración, etcétera).

4.2. Aceros para herramientas de trabajo en caliente:

Los aceros para trabajo en caliente deberán ser suministrados de acuerdo a los límites expresados

en el Anexo 2.

A tal efecto conviene que el temple se realice con la máxima garantía de que no habrá

sobrecalentamiento en zonas de la pieza, y que disuelva todos los carburos.




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Algunas consideraciones a tener en cuenta para los tratamientos térmicos son:

• Recocidos.

• Temperatura de temple según aplicaciones.

• Enfriado uniforme en aceite, baño caliente o atmósfera de nitrógeno a presión positiva

convenientemente.

• Equilibrado de temperatura para relajación de tensiones térmicas.

• Equilibrado de temperatura.

• Curva de revenido para obtener la dureza deseada (número mínimo de revenidos).

• Zonas de temperatura de revenido de baja tenacidad.

• Enfriamiento a temperatura ambiente.

• 2 o 3 revenidos escalonados para transformación completa de austenita residual y

eliminación de tensiones de transformación.

4.3. Aceros para transformación de plástico:

Deberá tenerse en cuenta la variación dimensional y deformación que sufre el acero durante el

tratamiento térmico.

Los aceros para transformación de plástico deben ser recocidos para eliminar las tensiones

ocasionadas durante el mecanizado, y posterior tratamiento térmico.

Atención a los aceros suministrados en fase de bonificado. Indicar la temperatura de

distensionado en función de la del revenido aplicado en el bonificado.

En el supuesto de precisar un nuevo tratamiento térmico (tratamiento más revenido) para

aumentar la dureza de origen (bonificado), indicar claramente que previamente debe aplicarse un

recocido total.




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5. Recomendaciones orientativas de fabricación.

5.1. Mecanizado convencional:

Para el mecanizado convencional de moldes se recomienda:

• Utilizar plaquitas de carburo recubiertas de TiAlN sin lubricantes-refrigerantes (en seco).

• Utilizar ángulos de corte de 0º o negativos, y chaflanes negativos.

• Utilizar las velocidades de corte y profundidades máximas recomendadas para cada acero y

desde el inicio del mecanizado.

• Preveer una fase de eliminación de tensiones de mecanizado (recocido de estabilización y/o

revenido de distensión según convenga).

• Ver tabla adjunta de velocidades.

Vc: Velocidad de corte. Ad: Avance por diente.

5.2. Mecanizado de alta velocidad:

En estudio por ASCAMM. En próximas revisiones se desarrollará este apartado.

5.3. Electroerosión:

1. Evitar la electroerosión de desbaste. Los amperajes elevados junto con largos tiempos de

descarga, dan lugar a zonas retempladas de estructura amorfa y con grietas de tensión que

deben ser eliminadas mecánicamente antes de cualquier otro proceso.

2. Asegurar que el dieléctrico arrastra los restos de material formados durante el proceso, desde

todas las direcciones evitando la orientación de la estructura en la dirección del lavado.

3. Un revenido suplementario es altamente recomendable 20 grados por debajo del último

efectuado. Esta recomendación también es válida para los aceros bonificados.

Vc (m/min) Ad (mm) Vc (m/min) Ad (mm) Vc (m/min) Ad (mm) Vc (m/min) Ad (mm)1.2083 Recocido 10-18 0,10-0,20 15-30 0,05-0,10 110-170 0,30-0,60 110-170 0,10-0,201.2085 Recocido 12-20 0,10-0,20 20-35 0,05-0,10 140-190 0,30-0,60 120-180 0,10-0,201.2311 Bonificado 8-15 0,10-0,20 12-20 0,05-0,10 90-160 0,30-0,60 100-160 0,10-0,201.2312 Bonificado 12-20 0,10-0,20 20-35 0,05-0,10 140-190 0,30-0,60 120-180 0,10-0,201.2316 Bonificado 8-15 0,10-0,20 12-20 0,05-0,10 90-160 0,30-0,60 100-160 0,10-0,201.2343 Recocido 10-18 0,10-0,20 15-30 0,05-0,10 110-170 0,30-0,60 110-170 0,10-0,201.2344 Recocido 10-18 0,10-0,20 15-30 0,05-0,10 110-170 0,30-0,60 110-170 0,10-0,201.2379 Recocido 8-15 0,10-0,20 12-20 0,05-0,10 90-160 0,30-0,60 100-160 0,10-0,201.2709 Recocido 10-18 0,10-0,20 15-30 0,05-0,10 110-170 0,30-0,60 110-170 0,10-0,201.2711 Recocido 12-20 0,10-0,20 20-35 0,05-0,10 140-190 0,30-0,60 120-180 0,10-0,201.2738 Bonificado 8-15 0,10-0,20 12-20 0,05-0,10 90-160 0,30-0,60 100-160 0,10-0,201.2767 Recocido 10-18 0,10-0,20 15-30 0,05-0,10 110-170 0,30-0,60 110-170 0,10-0,201.2842 Recocido 12-20 0,10-0,20 20-35 0,05-0,10 140-190 0,30-0,60 120-180 0,10-0,20

Herramienta de carburoMecanizado Basto Mecanizado FinoW.Nr. Tratamiento Mecanizado Basto

Herramienta HSSMecanizado Fino




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4. En general los aceros con el revenido más elevado y con el menor índice de inclusiones son

los más aptos para la electroerosión.

5.4. Enclavado:

Para el enclavado deberá concertarse la microestructura. En el mecanizado del acero debe de

prestarse especial atención a la velocidad de penetración.

5.5. Rectificado:

1. La dureza de las muelas estará relacionada con la del acero, de forma que los aceros más

duros deben rectificarse con muelas suaves y a baja presión.

2. Utilizar las muelas limpias y asegurando que no se embotan.

3. Utilizar una generosa cantidad de refrigerante.

4. No debe aparecer ninguna zona coloreada después del rectificado, es indicativo de

sobrecalentamiento y futura aparición de grietas. Es recomendable proceder a un revenido

distensionante en esos casos.

5.6. Pulido:

El pulido viene determinado por tres factores:

1. La calidad del acero.

1.1. Comprobar la adaptación del tipo de acero (análisis) para obtener el grado de pulido

deseado.

1.2. El material debe estar libre de microinclusiones (sulfuros, óxidos, silicatos, etc.) y

debe ser homogéneo, sin segregaciones ni zonas con durezas diferentes.

1.3. El método de fabricación tiene una importancia decisiva: una metalurgia secundaria

que incluya desgasificación en vacío y en los casos de máxima exigencia (pulido

espejo) el material refundido, resulta imprescindible.

2. El tratamiento térmico:

2.1. El tratamiento térmico debe asegurar una dureza uniforme sobre todo el material.

2.2. Durezas superficiales bajas son la causa de la llamada piel de naranja.

2.3. Para conseguir un pulido espejo es necesaria una dureza mínima de 50 HRc.




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3. El método de pulido:

3.1. Es fundamental una progresiva graduación de los tamaños de grano en el rectificado y

en el pulido.

3.2. En los cambios de tamaño de grano es imprescindible una perfecta limpieza de los

restos del abrasivo anterior.

3.3. Dependiendo de la habilidad del pulidor, siempre se pulirá aplicando la misma

presión.

3.4. Antes del tratamiento térmico es inútil rectificar con un grano superior al 300.

5.7. Fotograbado:

1. La calidad del acero:

1.1. Es fundamental para el fotograbado que la microestructura del acero sea lo más limpia

posible, en particular libre de sulfuros (el contenido de azufre deseable será inferior a

0,005%).

2. El tratamiento térmico debe asegurar una dureza uniforme en toda la masa del acero.

3. En el mecanizado previo de la superficie deben evitarse todas las causas de posibles defectos

superficiales e inhomogeneidades como por ejemplo: reparaciones por soldadura, recargues,

electroerosiones intensas, fallos de rectificado, material endurecido por el mecanizado, etc.

4. Recubrimientos superficiales, como la nitruración por ejemplo, deben efectuarse después del

fotograbado.

5. El método de fotograbado es particular para cada fabricante. No obstante deben acordarse

previamente características tales como ángulos de desmoldeo y profundidad del ataque.




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5.8. Orientación. Sentido de la fibra.

Se indican algunas recomendaciones a tener en cuenta en el momento de

grabar la figura sobre el bloque suministrado. Se trata de utilizar de

forma ventajosa la orientación fibrosa del material.

Es importante conocer cómo se efectúa el corte del trozo, taco, etc. De

esta forma se conocerá el sentido de la fibra, se evitarán problemas en el

tratamiento térmico y la matriz o molde será más resistente.

6. Limitaciones de elección según masa.

Puede deducirse de los gráficos adjuntos que son los correspondientes a la norma DIN 1730, la

templabilidad de las diferentes calidades de acero de trabajo en frío. La templabilidad se define

como la profundidad máxima a la que se puede esperar un temple total a una dureza

determinada.




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Anexo 1. Propiedades comparativas.

A1.1. Propiedades comparativas de tratamiento térmico en aceros de trabajo en frío.

TRATAMIENTO TÉRMICO VALORES DUREZA HRc

Recocido globular Temple Revenido Revenido (°C)W.-Nr.

T (°C)Durezamáxima

HBT (°C) Medio de enfriamiento T (°C) Templado

100 200 300 400 500

1.2080 800-840 250 930-980 Ac, bc 180-250 63 63 62 60 58 -1.2210 710-740 220 800-830 Ag, bc 180-250 64 64 61 58 - -1.2363 800-840 230 930-970 Ac, bc 180-400 63 63 62 60 57 -1.2379 840-860 250 1020-1040 a, ac, bc 180-250 64 63 60 58 58 581.2436 800-830 250 930-980 ac, a, aco, bc 180-250 64 64 63 60 58 -1.2510 740-770 215 780-820 ac, bc* 180-250 64 64 62 57 53 -1.2601 800-830 250 980-1020 ac, a, aco, bc 180-250 63 63 61 58 58 591.2721 610-630 250 840-870 Ac, a 160-300 59 59 56 52 48 441.2842 690-720 220 760-820 ac, bc* 150-250 64 64 62 58 - -

Los valores de dureza Brinell –HB– indicados están referidos a una relación Fuerza de ensayo –

Diámetro del penetrador que se ajusta a una constante de ensayo Q=30.

Las claves utilizadas para la descripción del Medio de enfriamiento en el tratamiento de temple

significan lo siguiente:

a = aire

ac = aceite

ag = agua

aco = aire comprimido

bc = baño caliente de sales a 400°C (aproximadamente)

bc* = baño caliente de sales a 200°C (aproximadamente)

A1.2. Propiedades comparativas de tratamiento térmico en aceros de trabajo en caliente.

RECOCIDO GLOBULAR TEMPLE VALORES RESISTENCIA A LA TRACCIÓN (N/mm²)Revenido (°C)

W.-Nr.T (ºC) Dureza

máxima (HB)T (ºC) Medio de

enfriamiento

REVENIDO

(ºC) Templado(ºC) 400 450 500 550 600 650 700

1.2343 760-780 235 1020-1050 ac, a, bc** 550-560 1960 - 1960 2060 1910 1620 1230 9801.2344 750-780 235 1020-1060 ac, a, bc** 550-650 2010 - 1960 2060 1960 1720 1320 11301.2365 760-780 230 1020-1050 ac, a, bc** 500-670 1720 - - 1670 1620 1570 1320 10301.2581 740-780 240 1100-1150 ac, bc** 600-700 1770 1770 1670 1720 1770 1670 1470 10801.2714 680-710 250 840-870 Ac 400-650 2060 1770 1670 1570 1420 1320 1180 -

Los valores de dureza Brinell indicados están referidos a una relación Fuerza de ensayo –




a = aire

ac = aceite




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bc** = baño caliente de sales a 500°C (aproximadamente)

W.-Nr. ENFRIAMIENTO DE LA HERRAMIENTA EN SERVICIO

1.2343 Agua blanda o Aire comprimido o Aceite

1.2344 Aire comprimido o Aceite

1.2365 Aire o Aire comprimido o Aceite

1.2581 Aire o Aceite

1.2714 Aire o Aceite

A1.3. Propiedades comparativas de tratamiento térmico en “Aceros para moldes de

transformación de plástico”.

RECOCIDO GLOBULAR TEMPLE VALORES RESISTENCIA A LA TRACCIÓN (N/mm²)Revenido (°C)

W.-Nr.T (ºC) Dureza

máxima (HB)T (ºC) Mediode

enfriamiento

REVENIDO

(ºC) Templado(ºC) 400 450 500 550 600 650 700

1.2312 710-740 240 ≈ 860 ac ≈ 600 ≈ 1800 - - - - - - -1.2344 750-780 235 1020-1060 ac, a, bc** 500-650 2010 - 1960 2060 1960 1720 1320 1130

Los valores de dureza Brinell indicados están referidos a una relación Fuerza de ensayo –




a = aire

ac = aceite

bc** = baño caliente de sales a 500°C (aproximadamente)




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Anexo 2. Microestructuras de referencia para aceptación de aceros para trabajo en caliente(tipo 1.2344).

1 2 3 4 5F

E

D

C

B

A




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Estas microestructuras corresponden a un acero 1.2344 según la norma VDEh número SEP 1614

de septiembre de 1996. Además de ésta, se recomienda el seguimiento de la norma

correspondiente de la NADCA.

No se admitirán microestructuras como las señaladas en trazo oblicuo oscuro.




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Anexo 3. Recomendaciones adicionales para mantenimiento y reparación de moldes y

matrices incluida la soldadura.

En general el proceso de soldadura de los aceros de herramientas es comprometido, dada la baja

conductividad térmica de la mayoría de ellos, puede derivar en grietas de tensión.

El proceso de soldadura se iniciará con una limpieza de la zona a soldar, rectificando todos los

defectos presentes a fin de sanearlos. A continuación se precalentará el útil por encima de la

temperatura de formación de la martensita –Ms– que se indica en las curvas TTT de cada

material.

Se usarán electrodos de la misma composición del material base, siendo preferible la soldadura

por TIG sobre los electrodos recubiertos.

Las soldaduras extensas deben realizarse por capas hasta alcanzar el área deseada, el cordón debe

martillarse cuidadosamente para evitar esfuerzos de contracción en el enfriamiento.

Una vez realizada la soldadura, el molde o la matriz debe recocerse de nuevo o calentarse 50

grados por debajo de la temperatura de revenido en el caso de los aceros pretratados

(bonificados).




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Anexo 4. Recomendaciones para posteriores tratamientos de superficie y recubrimientos.

Referente a este apartado se muestran en la tabla adjunta algunos de los tratamientos y

recubrimientos de superficie más comúnmente utilizados, con intervalos de propiedades

orientativos. En adelante está previsto incluir a este Documento Guía las fichas técnicas de los

recubrimientos que en ASCAMM se están preparando.

PROCESO T (ºC) REQUERIMIENTO DEL TRATAMIENTO ESPESOR DUREZA (HV)

Carburación 800-900 Acero de bajo contenido en C ≤ 2 mm ≤ 900

Carbonitruración 800-850 Acero de bajo contenido en C ≤ 0,5 mm 900-950

Nitruración 470-570 Baja la resistencia al revenido, el tratamientotérmico previo pasiva la superficie

≤ 0,5 mm ≤ 1100

Boruración 800-1050 Contenido mínimo en Si ≤ 0,4 mm ≤ 2000

Oxidación 300-500 Baja la resistencia al revenido, superficiedesengrasada

≤ 0,01 mm

CVD > 900 Superficie muy pulida, tratamiento previo al templey revenido

TiC: 6-9 µmTiN: 6-9 µm

CrC: 10-15 µm

34001800-28002000-2400

PVD ≈ 450 Alta dureza del acero base, y alta resistencia alrevenido (última temperatura de revenido superiora la del proceso PVD)

TiN: 1-4 µmTiCN: 1-4 µmWC/C: 1-4 µmCrN: 1-10 µmTiAlN: 1-5 µm

23003000100017503000

Níquel químico 50-70 Mínimo contenido en carbono, pasivaciónsuperficial después del tratamiento térmico

≤ 1 mm 1000-1100

Cromo duro 50-70 Mínimo contenido en carbono, pasivaciónsuperficial después del tratamiento térmico

≤ 1 mm 950-1100




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Anexo 5. Relación de marca de aceros según aplicación.

Debe tenderse a disponer del menor número de aceros a elegir para cada aplicación.

A5.1. Relación de aceros para herramientas de trabajo en frío.

W.Nr. UNE-EN actualSimbólica

UNE antigua(no vigente)

DIN BS UNI AFNOR AISI-SAE

1.2080 X210Cr12 F-5212 X210Cr12 BD3 X205Cr12KU X200Cr12Z200C12

D3

1.2101 - - 62SiMnCr4 - - - -

1.2210 ≈120CrV2 ≈F-5125 115CrV3 - 107CrV3KU - L2

1.2363 X100CrMoV5 F-5227 X100CrMoV5-1 BA2 X100CrMoV51KU X100CrMoV5Z100CDV5

A2

1.2379 ≈X160CrMoV12 ≈F-5211 X155CrVMo12-1 BD2 X155CrVMo12 1KU X160CrMoV12Z160CDV12

D2

1.2380 - - X220CrVMo13-4 - - - -

1.2436 X210CrW12 F-5213 X210CrW12 - X215CrW12 1KU X210CrW12-1Z210CW12-01

-

1.2510 95MnCrW5 F-5220 100MnCrW4 BO1 95 MnWCr5KU 90MnWCrV590MWCV5

O1

1.2550 ≈55WCrV8 ≈F-5242 60WCrV7 - ≈58WCR9KU ≈55WC20 S1

1.2601 - ≈F-520R X165CrMoV12 - X165CrMoW12Ku - -

1.2721 ≈55NiCr12 ≈F-5224 50NiCr13 - - - -

1.2767 - - X45NiCrMo4 - 42NiCrMo15 Y45NCD17 6F7

1.2842 ≈90MnCrV8 ≈F-5229 90MnCrV8 BO2 90MnVCr8KU 90MnV890MV8

O2

La designación UNE-EN se ha llevado a cabo de acuerdo con la norma UNE-EN 10027-1:1992

(“Sistema de designación de aceros. Parte 1: designación simbólica, símbolos principales”).

La designación UNE antigua se ajusta, en la mayoría de los casos, a las normas UNE

36071:1975 2R, UNE 36071:1979 ERRATUM y UNE 36072-1:1975, las cuales ha sido

anuladas y sustituidas por la norma vigente UNE 36018-2:1994 (“Aceros para herramientas.

Parte 2: aceros para trabajos en frío”).

A5.2. Relación de aceros para herramientas de trabajo en caliente.




1.2343 X37CrMoSiV5 F-5317 X38CrMoV5-1 BH11 X37CrMoV5 1KU X38CrMoV5Z38CDV5

H11

1.2344 X40CrMoSiV5 F-5318 X40CrMoV5-1 BH13 X40CrMoV5 1 1KU X40CrMoV5Z40CDV5

H13

1.2365 30CrMoV12 F-5313 X32CrMoV3 3 BH10 30CrMoV12 27KU 32CrMoV12-2832CDV12-28

H10

1.2367 - - X38CrMoV5 3 - - - -

1.2581 X30WCrV9 F-5323 X30WCrV9-3 BH21 X30WCrV9 3KU X30WCrV9ZWCV9

H21

1.2709 - - X3NiCoMoTi18-9-5 - - - -

1.2714 ≈55NiCrMoV7 ≈F-5307 56NiCrMoV7 - - - -

1.2886 - - X15CrCoMoV10-10-5 - - - -

1.4980 - - X5NiCrTi26-15 HR251 - Z6NCTDV25-15B 660




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La designación UNE antigua se ajusta, en la mayoría de los casos, a la norma UNE 36072-

2:1975, la cual ha sido anulada y sustituida por la norma vigente UNE 36018-3:1994 (“Aceros

para herramientas. Parte 2: aceros para trabajos en caliente”).

A5.3. Relación de aceros para moldes para la transformación de plástico.




1.2083 X40Cr13 F-5263 ≈X42Cr13 - X41Cr13KU Z40C14 420

1.2085 - - X33CrS16 - - - -

1.2311 - F-5303 40CrMnMo7 - 35CrMo8KU 40CMD8 ≈P20

1.2312 - F-5303 40CrMnMoS8-6 - - 40CMD8+5 ≈P20+S

1.2316 X38CrMo16 F-5267 X36CrMo17 - X38CrMo16-1KU - -

1.2344 X40CrMoSiV5 F-5318 X40CrMoV5-1 BH13 X40CrMoV5-1-1KU X40CrMoV5Z40CDV5

H13

1.2379 X160CrMoV12 F-5211 X155CrVMo12-1 BD2 X155CrVMo12-1KU Z160CDV12 D2

1.2711 55NiCrMoV7 F-5307 54NiCrMoV6 5 56NiCrMoV7KU 55NCDV7 L6

1.2738 - - 40CrMnNiMo8-6-4 - - 40CMND8 P20+Ni



La designación UNE antigua se ajusta, en la mayoría de los casos, a la norma UNE 36072-

2:1975, la cual ha sido anulada y sustituida por la norma vigente UNE 36018-3:1994 (“Aceros

para herramientas. Parte 3: aceros para trabajos en caliente”).




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Anexo 6. Comité de seguimiento.

Al objeto de situar este Documento Guía en permanente actualidad ASCAMM constituirá el

comité de seguimiento formado por acererías, moldistas y matriceros, centros tecnológicos y de

investigación y empresas de tratamiento térmico y recubrimiento.




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MARCAS DE LAS ACERERÍAS COLABORADORAS

W.Nr. BÖHLER THYSSEN IBÉRICA UDDEHOLM

1.2080 K100 Thyrodur 2080 —

1.2083 ∼M310 Thyroplast 2083 ESR ∼OPTIMAX

1.2085 ∼M314 Thyroplast 2085 RAMAX S

1.2101 K245 Thyrodur 2101 —

1.2210 K510 Thyrodur 2210 —

1.2311 — Thyroplast 2311 —

1.2312 M200 Thyroplast 2312 ∼HOLDAX

1.2316 ∼M300 Thyroplast 2316 —

1.2343 W300 Thyrotherm 2343 EFS VIDAR

1.2344 W302 Thyrotherm 2344 EFS ORVAR

1.2363 K305 Thyrodur 2363 RIGOR

1.2365 W320 Thyrotherm 2365 EFS —


1.2379 K110 Thyrodur 2379 SVERKER 21

1.2380 — Thyrodur 2380 —

1.2436 K107 Thyrodur 2436 ∼SVERKER 3

1.2510 ∼K460 Thyrodur 2510 ARNE

1.2550 K455 Thyrodur 2550 —

1.2581 W100 Thyrotherm 2581 —

1.2601 K105 Thyrodur 2601 —

1.2709 — Thyrodur 2709 —

1.2711 ∼W500 Thyroplast 2711 —

1.2714 W500 Thyrotherm 2714 ALVAR 14

1.2721 K605 Thyrodur 2721 ∼GRANE

1.2738 M238 Thyroplast 2738 IMPAX SUPREME

1.2767 K600 Thyrodur 2767 —

1.2842 K720 Thyrodur 2842 —


1.4980 T200 Thermon 4980 —




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RELACIÓN DE MARCAS SEGÚN USUARIO

W.Nr.

1.2080

1.2083

1.2085

1.2101

1.2210

1.2311

1.2312

1.2316

1.2343

1.2344

1.2363

1.2365

1.2367

1.2379

1.2380

1.2436

1.2510

1.2550

1.2581

1.2601

1.2709

1.2711

1.2714

1.2721

1.2738

1.2767

1.2842

1.2886

1.4980




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NOTAS

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aceros moldes

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