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Acero para herramientas A4 endurecible al aire: propiedades, tratamiento térmico, usos
- John
El acero para herramientas A4 es conocido por su excelente estabilidad dimensional y resistencia moderada al desgaste, lo que lo hace ideal para aplicaciones de alta precisión como moldes, punzones y herramientas de corte. SteelPro Group ofrece soluciones A4 personalizadas y presenta sus propiedades clave, tratamiento térmico y diversos usos en este artículo para ayudarlo.
¿Qué es el acero para herramientas A4?
El acero para herramientas A4 es un acero para herramientas de trabajo en frío, de aleación media y endurecimiento al aire, clasificado según UNS T30104 y conforme a las normas ASTM A681 y FED QQ-T-570. Es una aleación con alto contenido de carbono, manganeso, cromo y molibdeno, que ofrece una estabilidad dimensional superior durante el tratamiento térmico. Es adecuado para una amplia gama de aplicaciones, como punzones, matrices, moldes y herramientas de corte.
El acero para herramientas A4, que normalmente se suministra en estado recocido con una dureza inferior a 250 HB, se puede endurecer a 28-34 HRc después del temple y revenido en aceite. Nuestro acero para herramientas A4 viene en múltiples formas, como barras redondas, barras planas, placas, barras hexagonales y bloques cuadrados. También ofrecemos tamaños personalizados y barras rectificadas con precisión para cumplir con los estándares de tolerancia más exigentes.
Composición química del acero para herramientas A4
El acero para herramientas A4 tiene una composición equilibrada, con cantidades significativas de carbono, cromo y molibdeno, que mejoran su dureza y resistencia al desgaste. La siguiente tabla resume su composición química.
| Elemento | Composición (%) |
| Carbono (C) | 0.95 – 1.05 |
| Cromo (Cr) | 0.90 – 2.2 |
| Hierro (Fe) | 92.6 – 95.4 |
| Manganeso (Mn) | 1.8 – 2.2 |
| Molibdeno (Mo) | 0.90 – 1.4 |
| Fósforo (P) | ≤ 0.030 |
| Silicio (Si) | ≤ 0.50 |
| Azufre (S) | ≤ 0.030 |
El carbono aumenta la dureza, mientras que el cromo mejora la resistencia a la corrosión y mejora las propiedades de desgaste. El molibdeno mejora la resistencia a temperaturas elevadas, mientras que el manganeso aumenta la tenacidad.
Propiedades mecánicas del acero para herramientas A4
El acero para herramientas A4 se caracteriza por su alta dureza, rigidez y estabilidad, lo que garantiza una gran resistencia al desgaste y un rendimiento bajo tensión. La siguiente tabla resume sus principales propiedades mecánicas.
| Propiedad | Métrica | Imperial |
| Dureza (HRC) | 63 | 63 |
| Maquinabilidad | 65% | 65% |
| Módulo volumétrico | 160 GPa | 23.200 ksi |
| Módulo de corte | 80,0 GPa | 11.600 ksi |
| Módulo elástico | 190 - 210 GPa | 27,557 – 30,457 ksi |
| Coeficiente de Poisson | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
Propiedades físicas del acero para herramientas A4
La densidad superior del acero para herramientas A4 mejora la durabilidad, mientras que sus propiedades térmicas y mecánicas garantizan un rendimiento confiable a distintas temperaturas. La siguiente tabla presenta una descripción general de las principales propiedades físicas para su referencia.
| Propiedad | Métrica | Imperial |
| Densidad | 8,03 g/cc | 0,290 lb/pulg³ |
| Conductividad térmica | 27,3 W/m·K | 18,8 BTU·pulgada/hora·pie²·°F |
| Coeficiente de expansión térmica (20–100 °C) | 11,2 × 10⁻⁶ /°C | 6,2 × 10⁻⁶ /°F |
| Capacidad calorífica específica | 460 J/kg-K | 0,110 BTU/lb-°F |
| Punto de fusión | 1.400 °C | 2552 °F |
Fabricación y tratamiento térmico de acero para herramientas A4
Forja
Para forjar el acero para herramientas A4, se lo debe calentar de manera gradual y uniforme a una temperatura de entre 1100 y 1200 °C (2012 y 2192 °F). Después del proceso de forjado, el acero se debe enfriar a una velocidad controlada para evitar que se agriete por choque térmico. Dado que el acero para herramientas A4 tiene una resistencia térmica relativamente alta, el martillado inicial debe ser ligero para evitar una tensión excesiva que pueda causar distorsión o agrietamiento.
Recocido
El acero para herramientas A4 debe calentarse a una velocidad controlada de 200 °C (392 °F) por hora hasta alcanzar la temperatura de recocido de 750–780 °C (1382–1436 °F). Por cada 25,4 mm (1 pulgada) de espesor, mantenga el acero a esta temperatura durante 1 hora.
Después de alcanzar el tiempo de remojo requerido, el acero debe enfriarse lentamente en el horno para reducir la dureza y las tensiones internas, logrando una dureza de alrededor de 255-293 HB (Brinell).
Endurecimiento
Precalentamiento Es necesario endurecer el acero para herramientas A4 para evitar choques térmicos y minimizar la distorsión. Precaliente el acero a una temperatura de 700 a 800 °C (1292 a 1472 °F) antes de proceder con la austenización.
Austenitización El temple debe realizarse a 1000–1050 °C (1832–1922 °F), manteniendo la temperatura durante 1 hora por cada 25,4 mm (1 pulgada) de espesor. Una vez alcanzada la temperatura de austenización, el acero está listo para el temple.
Para templeEl acero para herramientas A4 se puede enfriar con aceite o aire, según la dureza deseada y la aplicación. El temple debe realizarse dentro de un rango de temperatura de 1000 a 1050 °C (1832 a 1922 °F) para lograr una dureza óptima.
Templado
El templado del acero para herramientas A4 debe realizarse a temperaturas que oscilen entre 550 y 650 °C (1022 y 1202 °F). Después de un remojo uniforme, caliente el acero a la temperatura de templado deseada por cada 25,4 mm (1 pulgada) de espesor y manténgala así durante al menos 1 hora.
El revenido ayuda a mitigar la fragilidad y mejorar la tenacidad. Una vez revenido, el acero debe alcanzar una dureza de entre 40 y 45 HRC, según los requisitos específicos de la aplicación. La siguiente tabla muestra los valores de dureza a varias temperaturas de revenido cuando se templa al aire.
| Temperatura (°C) | Temperatura (°F) | Dureza (HRC) |
| 150°C | 302°F | 61 |
| 205°C | 401°F | 60 |
| 260°C | 500°F | 59 |
| 315 °C | 599°F | 58 |
| 370°C | 698°F | 57 |
| 425 °C | 797°F | 56 |
| 480°C | 896°F | 54 |
| 540 °C | 1004°F | 53 |
| 595 °C | 1103 °F | 50 |
| 650°C | 1202°F | 40 |
Formularios de productos de acero para herramientas A4
El acero para herramientas A4 está disponible en varias formas y SteelPro Group ofrece tamaños personalizados y materiales de alta calidad. Para requisitos que no se encuentran dentro de los rangos estándar, ofrecemos soluciones personalizadas. La siguiente tabla describe las formas y tamaños típicos del acero para herramientas A4.
| Forma del producto | Rango de tamaño típico | Aplicación |
| Barras estiradas en frío | De 10 mm a 100 mm (de 0,4 a 4 pulgadas) de diámetro | Mecanizado de precisión para calibres, matrices y piezas de herramientas pequeñas. |
| Barras laminadas en caliente | De 20 mm a 150 mm (de 0,8 a 6 pulgadas) de diámetro | Aplicaciones de herramientas de gran tamaño, incluidas matrices y punzones. |
| Placas | De 20 mm a 150 mm (de 0,8 a 6 pulgadas) de espesor, de 100 mm a 500 mm (de 4 a 20 pulgadas) de ancho | Matrices, herramientas de corte y moldes grandes y planos |
| Barras planas | De 10 mm a 100 mm (de 0,4 a 4 pulgadas) de espesor, de 50 mm a 300 mm (de 2 a 12 pulgadas) de ancho | Matrices pequeñas, calibres y aplicaciones de herramientas |
| Formularios personalizados | Adaptado a las especificaciones del cliente | Herramientas, matrices y piezas específicas que requieren dimensiones personalizadas |
Aplicaciones del acero para herramientas A4
El acero para herramientas A4 combina una buena tenacidad, una resistencia moderada al desgaste y una excelente estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico. Su alta estabilidad dimensional lo hace ideal para aplicaciones que requieren alta precisión y resistencia a tensiones mecánicas, particularmente en herramientas que están sometidas a cargas moderadas y condiciones de desgaste.
Punzones y matrices:
Se utiliza para operaciones de troquelado, perforación y conformado, incluidas matrices de estampación, punzones de corte y herramientas de recorte en industrias como la metalúrgica y la automotriz.
Herramientas de corte:
Fabricados en hojas de corte, cuchillos y cortadores rotatorios, generalmente se utilizan para aplicaciones de desgaste moderado en industrias como procesamiento de chapa metálica, reciclaje y plásticos.
Moldes:
Se aplica en la producción de moldes para moldeo por inyección de plástico, fundición a presión y moldeo por compresión, incluidos moldes para piezas de automóviles, carcasas electrónicas y dispositivos médicos.
Calibres y accesorios:
Se utiliza para herramientas y accesorios de medición de precisión, como calibres de calibración, accesorios de inspección y herramientas de control de calidad en los sectores manufacturero y aeroespacial.
Componentes de máquinas pequeñas:
Se utiliza para componentes de máquinas como bujes, manguitos y placas de desgaste, que se encuentran comúnmente en maquinaria y equipos industriales que requieren resistencia al desgaste y estabilidad dimensional.
Herramientas para moldeo por inyección de plástico:
Se utiliza en la creación de moldes, insertos y herramientas para aplicaciones de moldeo por inyección de plástico, incluidas herramientas para bienes de consumo, productos electrónicos y piezas de automóviles.
Herramientas de formación:
Se utiliza para producir herramientas de conformado, como matrices de extrusión, herramientas de doblado y matrices de forja, generalmente en las industrias automotriz, aeroespacial y de maquinaria pesada.
Soluciones de precisión para cada necesidad de A4
En SteelPro Group, ofrecemos acero para herramientas A4 en una variedad de formas (barras estiradas en frío, barras laminadas en caliente, placas y tamaños personalizados) adaptados a sus especificaciones exactas. Nuestras barras rectificadas con precisión y nuestros estrictos estándares de tolerancia garantizan la más alta calidad para sus aplicaciones de herramientas. También ofrecemos otros productos de acero para herramientas como T1 y Acero H13.
Desde la selección de materiales hasta la orientación sobre el tratamiento térmico, nos centramos en ofrecer fiabilidad y eficiencia para sus proyectos. Su éxito es nuestra prioridad.
