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Acero para herramientas CPM M4: propiedades, proceso y usos
- John
El acero para herramientas CPM M4 se destaca en el mundo de los materiales de alto rendimiento, ya que ofrece una resistencia al desgaste y una dureza excepcionales. En este artículo, SteelPro Group explorará sus principales propiedades y aplicaciones. También ofrecemos productos de acero CPM M4 diseñados para satisfacer las necesidades de las industrias que requieren precisión y durabilidad.
¿Qué es el acero para herramientas CPM M4?
El CPM M4 es un acero de alta velocidad elaborado mediante pulvimetalurgia (PM) con alto contenido de vanadio, conocido por su excelente resistencia al desgaste, tenacidad al impacto y resistencia a la flexión. Estas características lo hacen perfecto para su uso en herramientas de corte y moldes para trabajo en frío. En comparación con los aceros de alta velocidad convencionales como el M2, el CPM M4 ofrece una vida útil prolongada de la herramienta y una tenacidad superior. Sin embargo, su dureza y durabilidad plantean desafíos cuando se mecaniza en estado endurecido.
¿A qué equivale el acero CPM M4?
Existen grados equivalentes de acero para herramientas CPM M4:
- S690
- DIN 1.3343
- Norma JIS SKH51
- ISO HS 6-5-3
- Norma BS 4659-3
- GB T9
Composición química del acero para herramientas CPM M4
La composición química del acero para herramientas CPM M4 es rica en cromo, molibdeno, tungsteno y vanadio. El alto contenido de carbono garantiza una dureza robusta, mientras que el vanadio y el tungsteno mejoran la tenacidad y la estabilidad térmica. La siguiente tabla describe la composición química del acero para herramientas CPM M4.
| Elemento | Contenido (wt%) |
| Carbono (C) | ≤ 1,35 |
| Azufre (S) | ≤ 0.06 |
| Cromo (Cr) | ≤ 4,25 |
| Molibdeno (Mo) | ≤ 4,5 |
| Tungsteno (W) | ≤ 5,75 |
| Vanadio (V) | ≤ 4 |
Propiedades físicas del acero para herramientas CPM M4
El acero para herramientas CPM M4 es conocido por su alta densidad y fuerte conductividad térmica, lo que lo hace estable y confiable en entornos con mucho calor. Su bajo coeficiente de expansión térmica garantiza que experimente cambios mínimos de tamaño cuando se expone a variaciones de temperatura. La siguiente tabla describe las propiedades físicas clave del acero CPM M4.
| Propiedad | Métrica | Imperial |
| Densidad | 7,80 g/cm³ | 0,282 lb/pulg³ |
| Conductividad térmica | 25,9 W/m·K | 18,0 BTU·pulgada/hora·pie²·°F |
| Capacidad calorífica específica | 0,46 J/g-K | 0,11 BTU/lb-°F |
| Coeficiente de dilatación térmica | 5,1 µm/m·K | 2,83 x 10⁻⁶ pulg./pulg.·°F |
Propiedades mecánicas del acero para herramientas CPM M4
El acero para herramientas CPM M4 ofrece una dureza y una resistencia a la tracción excepcionales, lo que lo hace muy resistente al desgaste y a la deformación bajo cargas pesadas. La siguiente tabla describe las propiedades mecánicas del acero para herramientas CPM M4.
| Propiedad | Métrica | Imperial |
| Dureza (Rockwell C) | 64-66 HR | 64-66 HR |
| Resistencia a la tracción | 2.400 MPa | 348.000 psi |
| Límite elástico | 2.050 MPa | 297.500 psi |
| Alargamiento a la rotura | 6-7% | 6-7% |
| Módulo de ruptura (transversal) | 3.000 MPa | 435.000 psi |
| Dureza al impacto (Charpy) | 10 J | 7,4 libras-pie |
| Resistencia al corte | 1.650 MPa | 239.000 psi |
Tratamiento térmico del acero para herramientas CPM M4
En SteelPro Group, priorizamos el tratamiento térmico preciso para optimizar el rendimiento del acero para herramientas CPM M4. Nuestra experiencia garantiza una dureza, tenacidad y estabilidad uniformes, cumpliendo con los altos estándares de las aplicaciones más exigentes. A continuación, se detalla el proceso de tratamiento térmico para el acero para herramientas CPM M4.
Recocido
Calentar el acero a una temperatura de entre 857 y 885 °C (1575 y 1625 °F) a una velocidad que no supere los 222 °C (400 °F) por hora. Mantener la temperatura durante 1 hora por cada 25,44 mm (1 pulgada) de espesor, con un tiempo mínimo de mantenimiento de 2 horas.
Enfríe lentamente el acero en el horno a una velocidad que no supere los 28 °C (50 °F) por hora hasta alcanzar los 538 °C (1000 °F). Continúe enfriando al aire o en el horno hasta la temperatura ambiente. Después del recocido, la dureza máxima alcanzable suele rondar los 200 °C (538 °F). 229 HB (Rockwell B95).
Endurecimiento
Precalentamiento
Para evitar distorsiones durante el proceso de calentamiento, precaliente el acero a una velocidad que no exceda los 222 °C por hora (400 °F por hora) a un rango de temperatura uniforme de 816 a 871 °C (1500 a 1600 °F).
Austenitización
La temperatura de austenización del acero para herramientas CPM M4 depende de la aplicación prevista, lo que garantiza una dureza y tenacidad óptimas para herramientas específicas.
Para herramientas de corte
- Calefacción del horno: Calentar a 1177-1191 °C (2150-2175 °F), remojo durante 10 a 20 minutos dependiendo del grosor de la herramienta.
- Calefacción por baño de sal: Calentar a 1163-1191 °C (2125-2175 °F), remojo durante 10 a 20 minutos.
Para herramientas de trabajo en frío
- Calefacción del horno: Calentar a 1023-1163 °C (1875-2135 °F), remojo durante 15 a 30 minutos dependiendo del grosor.
- Calefacción por baño de sal: Calentar a 1010-1149 °C (1850-2100 °F), remojo durante 15 a 30 minutos.
Enfriamiento
Gas presurizado
Alcanza la dureza deseada y minimiza la distorsión con una velocidad de enfriamiento de 222 °C por minuto (400 °F por minuto) a menos de 538 °C (1000 °F), lo que garantiza un enfriamiento uniforme y estabilidad.
Aceite
Calentar a 800-850 °C (1475-1560 °F) y enfriar en aceite. La velocidad de enfriamiento más lenta reduce los riesgos de agrietamiento y preserva la tenacidad al tiempo que se logra la dureza requerida.
Sal
Enfriar en sal fundida a 550-600 °C (1020-1110 °F). El temple con sal proporciona un enfriamiento uniforme y minimiza el choque térmico, manteniendo una dureza constante y evitando el agrietamiento.
Templado
Después del temple, el CPM M4 normalmente alcanza un rango de dureza de 58-65 HR (Rockwell C.)
El templado debe realizarse inmediatamente a 538-593 °C (1000-1100°F) para 2 horas, luego enfriar al aire. Templado a continuación 538 °C (1000°F) no se recomienda.
Doble temple es necesario optimizar tanto la tenacidad como la dureza. Si la austenización se realiza en ≥ 1149 °C (2100°F), triple templado Es necesario para reducir tensiones y mejorar la tenacidad.
Formas de productos de acero CPM M4
En SteelPro Group, ofrecemos acero para herramientas CPM M4 en barras, palanquillas y material plano, diseñados para satisfacer las demandas de las industrias de precisión. Nuestros productos se ofrecen en una variedad de tamaños, lo que garantiza un rendimiento óptimo para diversas aplicaciones.
| Formulario | Rango de tallas | Rango de tallas |
| Barras/varillas | Diámetro: 6 mm a 150 mm | Diámetro: 0,25 pulgadas a 6 pulgadas |
| Longitud: 1000 mm a 3000 mm | Largo: 40 a 120 pulgadas | |
| Billetes | Cuadrado/Rectangular: 50 mm x 50 mm a 150 mm x 150 mm | Cuadrado/Rectangular: 2 x 2 pulgadas a 6 x 6 pulgadas |
| Longitud: 1000 mm a 3000 mm | Largo: 40 a 120 pulgadas | |
| Stock plano | Espesor: 3 mm a 75 mm | Espesor: 0,125 pulgadas a 3 pulgadas |
| Ancho: 50 mm a 300 mm | Ancho: 2 a 12 pulgadas | |
| Longitud: 1000 mm a 3000 mm | Largo: 40 a 120 pulgadas |
Aplicaciones del acero CPM M4
- Brochas – Para dar forma o agrandar agujeros.
- Fresas para engranajes: para cortar dientes en engranajes.
- Rodillos roscadores: para formar roscas en sujetadores.
- Fresas – Para operaciones de fresado de alta precisión.
- Fresas perfiladoras: para cortar perfiles intrincados en máquinas perfiladoras.
- Fresas de afeitar: para el acabado de engranajes en corte de dientes de alta precisión.
- Taladros: para perforar materiales duros.
- Fresas de extremo: para mecanizado de alta velocidad y tareas de fresado complejas.
- Herramientas de formación: como punzones, matrices y herramientas de estampación.
Acero para herramientas CPM M4 de alto rendimiento en todas las formas que necesita
En SteelPro Group, ofrecemos acero para herramientas CPM M4 en barras, palanquillas y material plano, con tamaños personalizados para satisfacer sus necesidades exactas. Nuestro procesamiento de precisión y tratamiento térmico avanzado garantizan una dureza, tenacidad y resistencia al desgaste óptimas para una vida útil más prolongada de la herramienta. También ofrecemos otros productos de acero para herramientas como Chapas, barras y rondas de acero para herramientas T1.
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