Materiales de acero para herramientas de trabajo en frío JIS

Los aceros para herramientas de trabajo en frío son las principales materias primas para herramientas como calibre, acero de perforación y punzonadora, así como matrices como estampación, forja, laminación y laminación. En los procesos de corte, doblado, estampado, compresión y otros, el molde está sujeto a una alta presión superficial y carga de impacto, la mayor parte del molde debido al desgaste, doblado en caliente, agrietamiento y otras razones desechadas. Los aceros para herramientas de trabajo en frío generalmente deben templarse y templarse y usarse bajo la condición de una dureza de aproximadamente 60HRC. Por lo tanto, se requieren alta resistencia, alta resistencia al desgaste, alta resistencia a la fatiga y alta tenacidad.

La resistencia al desgaste es la característica más importante de los aceros para herramientas de trabajo en frío. El método básico para mejorar la resistencia al desgaste es aumentar la dureza del acero. El aumento del contenido de C en el acero puede mejorar la dureza. Además, la adición de Cr, Mo, V, W y otros elementos puede hacer que el acero contenga M7C3, M6C, MC y otros carburos duros, que pueden mejorar aún más la resistencia al desgaste del acero. Sin embargo, la tenacidad y la resistencia a la fatiga del acero disminuyen con una cantidad excesiva de carburo. Por lo tanto, los aceros para herramientas de trabajo en frío adecuados deben seleccionarse de acuerdo con sus usos.

 

El estándar JIS incluye principalmente aceros para herramientas al carbono y aceros de aleación para herramientas, de los cuales 11 son aceros para herramientas al carbono y 10 son aceros para herramientas aleados. El contenido de C del acero al carbono para herramientas es de 0.55% ~ 1.50% y contiene un poco de Si y Mn. Después de templar a 750 ~ 840 ℃ y templar a 150 ~ 200 ℃, su dureza puede alcanzar 54 ~ 63HRC. Debido a que hay pocos elementos de aleación en el acero al carbono para herramientas y poca templabilidad, es necesario realizar un enfriamiento por agua, pero solo se endurece la superficie mientras que la dureza del centro es todavía baja. El grado más comúnmente utilizado es SK105 (1.05C-0.2Si-0.25Mn), que puede usarse como herramientas de corte, acero de perforación, plantilla y troquel de perforación. JIS clasifica los aceros de aleación para herramientas como aceros para herramientas de corte, aceros para herramientas resistentes al impacto, aceros para matrices para trabajo en frío, aceros para matrices para trabajo en caliente y muchos grados de aceros mejorados. La siguiente es una breve descripción de las características de los grados representativos de aceros de aleación para herramientas.

 

Aceros para herramientas de baja aleación

Los aceros para herramientas de baja aleación contienen pequeñas cantidades de elementos de aleación en aceros para trabajar en frío. Los grados comúnmente utilizados son SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) y SKS3 (0.95C-1.05Mn-0.75Cr). El acero SKS3 también contiene 0.75% W, lo que mejora la templabilidad y la tenacidad. Se puede utilizar para hacer filos, calibres, troqueles, etc.

 

Acero para herramientas de trabajo en frío de alto C-Cr

El material típico es SKD11 (serie 1.5C-12CR-1MO). El alto contenido de Cr produce el carburo de Cr grueso (M7C3) en la fase madre, lo que mejora su resistencia al desgaste. SKD11 tiene una buena templabilidad y se puede obtener una dureza uniforme del núcleo mediante enfriamiento por aire. La temperatura de enfriamiento es de 1000 ~ 1040 ℃, que se usa comúnmente en hornos de tratamiento térmico al vacío.

El acero para herramientas de trabajo en frío con mejor resistencia al desgaste que el SKD11 es el SKD1 (serie 2C-12Cr), que tiene más contenido de C y Cr, lo que hace que el acero para herramientas SKD1 tenga una alta resistencia al desgaste. Sin embargo, la gran cantidad de carburo de Cr lo hace menos tenaz y resistente a la fatiga que el SKD11. Debido a que la temperatura de enfriamiento rápido de SKD1 es 950, que es diferente de la temperatura de enfriamiento comúnmente utilizada y tiene poca capacidad de endurecimiento, debe enfriarse con aceite, por lo que SKD1 no se usa comúnmente. Se han desarrollado una variedad de aceros mejorados sobre la base de SKD11 para diferentes propósitos y se han utilizado ampliamente.

 

Aceros para herramientas de trabajo en frío al 5% Cr

El grado típico de los aceros para herramientas de trabajo en frío JIS al 5% Cr es SKD12 (serie 1C-5Cr-1Mo). El SKD12 tiene una excelente tenacidad, menos contenido de C y Cr que el SKD11, pero una resistencia al desgaste ligeramente pobre. La ventaja de SKD12 es que la anisotropía de deformación del tamaño del tratamiento térmico es pequeña. La temperatura de templado de SKD12 es de 970 ℃, la dureza de templado es de 60HRC a baja temperatura y la dureza de templado es inferior a 58HRC a alta temperatura. Estos son diferentes de los aceros para herramientas generales, por lo que rara vez se utilizan.

 

Acero para herramientas de trabajo en frío al 8% Cr

Aunque el acero al 8% Cr no está incluido en el estándar JIS, se usa ampliamente. El contenido del elemento ajustado de acero basado en SKD11 y la composición principal es 1C-8Cr-2Mo. Los aceros para moldes a menudo se agrietan debido a la electroerosión y al temple residual y la tenacidad insuficiente. El templado a alta temperatura puede eliminar eficazmente la tensión residual, pero el SKD11 después del templado a alta temperatura no puede obtener la dureza y tenacidad requeridas.

Por lo tanto, al reducir C y Cr y aumentar el Mo sobre la base de SKD11 para formar acero al 8% Cr, el acero fabricado mediante templado a alta temperatura también puede obtener una dureza alta 62HRC. El 8% de Cr no es tan bueno como el SKD11 en cuanto a resistencia al desgaste y capacidad de corte. Sin embargo, debido a su excelente rendimiento integral, todavía se usa ampliamente. Es el grado estándar de acero para herramientas de trabajo en frío con SKD11.

 

Molde de estampado de matriz de acero

El acero para moldes de estampado de matriz es equivalente al acero de matriz que elimina los carburos gruesos SKD11. Aún no se ha incluido en el estándar JIS, pero ha sido desarrollado y ampliamente utilizado por muchas empresas. Sobre la base del 8% de Cr, C y Cr se reducen aún más, de modo que casi no hay carburo grueso en el acero, por lo que la tenacidad y resistencia a la fatiga del acero es mucho mejor que la del acero al 8% Cr. También se mejoran la maquinabilidad y la anisotropía de la deformación de la dimensión del tratamiento térmico. El acero para moldes de estampado en matriz acorta el tiempo de fabricación del molde terminado.

 

Acero templado con superficie de llama

Los aceros para herramientas se utilizan generalmente después del temple y revenido convencionales. El acero templado de la superficie de la llama es un tratamiento simplificado de templado y revenido del acero, el componente principal es 0.7C-1Si-1Mn-1Cr, son los requisitos de dureza del molde procesado para calentar piezas con boquilla de soldadura o boquilla de fusible, y luego enfriar, para obtener la dureza superior 60HRC. El acero templado con superficie a la llama se caracteriza por un amplio rango de temperatura de enfriamiento y tiene cierta templabilidad, tenacidad y soldabilidad. No está incluido en el estándar JIS, pero debido a que el precio es más barato que el de estampación de acero, y menos horas de tratamiento térmico, tiempo de entrega corto, el gas se usa ampliamente para troqueles de corte en los fabricantes de automóviles.