cold work steels

ALEXANDER ALONSO VARELA PROCESOS DE FABRICACIÓN II

El acero se constituye como una aleación entre el hierro y el carbono en un porcentaje que no supera el 2,11%, si este porcentaje es mayor pasaría de ser un acero a ser una fundición.

La aleación del acero con elementos químicos

le permite tener cambios en su estructura física y química, haciéndolo más resistente, dúctil, tenaz o cualquier característica mecánica, a partir de elementos químicos que mejoran su rendimiento dependiendo su uso y aplicación en la industria.

N° Elemento Propiedad

1 Carbono (C) Mejora la resistencia mecánica y la templabilidad .

2 Boro (B) En porcentajes no superiores a 0,0004% ejerce influencia en la templabilidad.

3 Azufre (S) Este elemento aumenta la capacidad de maquinabilidad formando inclusiones de MgS que favorecen la formación de viruta corta

4 Cromo (Cr) Aumenta la dureza y la resistencia al desgaste. Mejora la resistencia a la alta temperatura y a la formación de cascarilla, si se incluye un porcentaje mayor al 12% se hace resistente a la corrosión.

N° Elemento Propiedad

5 Fósforo (P) Incrementa la resistencia y reduce la ductilidad de la Ferrita

6 Cobalto (Co) Aumenta la dureza y en sociedad con el Ni o al Cr forman aceros con un bajo coeficiente de dilatación cercano al vidrio.

7 Manganeso (Mn) Mejora la resistencia a la tracción y al desgaste, facilita los procesos de mecanizado y tiene muy buena influencia en la forja, la soldadura y en la profundidad del Temple.

8 Molibdeno (Mo) Mejora la resistencia al desgaste y la capacidad de conservar las dureza a temperaturas altas.

Para la clasificación de

aceros podemos hacer dos grupos de bastante importancia a nivel industrial, según su utilización y según su calidad

CLASIFICACIÓN DE ACEROS SEGÚN SU UTILIZACIÓN

1 ACEROS ESTRUCTURALES AL CARBONO

2 ACEROS ESTRUCTURALES DE ALTA RESISTENCIA Y ALEACIÓN

3 ACEROS AL CARBONO PARA HERRAMIENTAS MATRICES

4 ACEROS PARA TRABAJO EN FRÍO INDEFORMABLES

5 ACEROS RESISTENTES AL CHOQUE

6 ACEROS RÁPIDOS

7 ACEROS PARA TRABAJO EN CALIENTE

8 ACEROS PARA PROPÓSITOS ESPECIALES

9 INOXIDABLES

CLASIFICACIÓN DE ACEROS SEGÚN SU CALIDAD

1 ACEROS PARA CONSTRUCCIÓN DE PARTES DE MAQUINARIA

2 ACEROS PARA HERRAMIENTAS

3 ACEROS PARA IMPACTO

4 ACEROS PARA TRABAJO EN FRÍO

5 ACEROS INOXIDABLES

6 ACEROS PARA TRABAJO EN CALIENTE

7 ACEROS PULVIMETALÚRGICOS

En el sistema AISI-SAE, los aceros se clasifican con 4 dígitos:

El 1ro especifica la aleación principal,

El 2do modifica el primero,

3er y 4to especifican la cantidad de carbono en centésimas.

Los aceros para herramientas se usan para maquinar y formar otros materiales y, por los tanto, son diseñados para tener factores de alta dureza y durabilidad en condiciones severas de servicio.

Los aceros para trabajos en frío se emplean en la fabricación de herramientas en cuyo servicio, por lo general, no se sobrepasan temperaturas superficiales de 200°C

Dureza elevada. Gran resistencia al

desgaste. Buena tenacidad. Maquinabilidad

adecuada. Resistencia elevada

contra presión impacto. Reducida variación

dimensional en el tratamiento térmico.

Tipo %c %Cr %V %Mo %CO

D1 1 12 - 1 -

D2 1,65 12 - 1 -

D3 2,2 12 - - -

D4 2,2 12 - 1 -

D5 1,5 12 - 1 3

D6 2,35 12 4 1 -

Los aceros para herramientas se usan para

maquinar y formar otros materiales y, por los tanto, son diseñados para tener factores de alta dureza y durabilidad en condiciones severas de servicio.

Los distintos tipos de aceros se categorizan dentro de una serie de clases en concordancia con AISI y SAE.

Se Identifican por una letra que representa la química, una característica única o el uso de esa clase de acero.

Tienen el menor contenido de aleantes, por consiguiente tienen la menor templabilidad de los demás tipos.

Frecuentemente requieren temple en agua y

las secciones grandes endurecen sólo hasta una profundidad determinada.

Se caracterizan por tener menor contenido de carbono y contenidos aleantes un poco mayores a comparación de los tipos W

Por tener un contenido medio de carbono mejora la tenacidad y haciéndolos adecuados para aplicaciones de carga de impacto.

Se caracterizan por su alto contenido de carbono permitiendo obtener alta dureza y alta resistencia al desgaste en aplicaciones de trabajo en frío.

Los grados O, de bajo contenido aleante, se templan en aceite a diferencia que los grado A y D cuyo grado de templabilidad se da en el aire.

AISI tipo L (special purpose tool steel), se caracteriza por tener mayor tenacidad que los aceros grado O.

AISI tipo P (Mold steel), su desempeño

efectivo se da en la industria de la matricería y modelería, contienen bajo contenido de carbono.

AISI tipo H (Hot Work tool steel), Su contenido bajo de carbono y alto de aleantes hacen que sean endurecibles al aire, resistentes al impacto y al ablandamiento.

AISI tipo T y M (High Speed Steel), aceros con

elementos de aleación (W, Mo) son capaces de retener durezas en Temperaturas tan Altas como 600°C, son usados como herramientas de corte y maquinado.

Se denomina conjunto coordinado a un grupo de aceros especiales que tienen determinadas características a la hora de ser tratados térmicamente.

Trataremos especialmente los aceros para trabajo en frio (D-A-O).

DIAGRAMA DEL CONJUNTO COORDINADO

Acero para herramientas, templado en aceite

no deformable. Se templa con seguridad aún en las secciones más intrincadas y muestra una leve variación de tamaño durante el templado.

Cuando se realiza adecuadamente el proceso de endurecimiento el acero se dilatará ligeramente, posteriormente regresará casi a su tamaño original.

DIAGRAMA DEL CONJUNTO COORDINADO

Acero de alto carbono y alto cromo, con

propiedades de resistencia al desgaste extremadamente altas.

Es de endurecimiento profundo y no tiende a deformarse después de un tratamiento térmico adecuado.

Si durante el templado se sobrecalienta a (1038°C) o más, se contraerá y se hará ligeramente no Magnético, en el caso que ocurra debe realizarse un proceso de enfriamiento y revenido.

DIAGRAMA DEL CONJUNTO COORDINADO

Acero para trabajar en frío de mínima variabilidad de medidas y excelente tenacidad, así como de gran resistencia al desgaste y de buena mecanización.

Se destaca por sus

propiedades indeformables.

El mínimo cambio dimensional ocurre a una temperatura de revenido de (149 – 204 °C)