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Acero para herramientas de alta velocidad M4: propiedades, proceso y usos
- John
El acero para herramientas M4 es un material fundamental para las industrias que requieren herramientas de corte de alto rendimiento. En SteelPro Group, nos centramos en proporcionar este acero de alta velocidad en sus mejores formas, incluido el acero para herramientas M4 avanzado. En esta guía, analizaremos en profundidad el acero para herramientas M4 para ayudarle a elegir los mejores materiales.
¿Qué es el acero para herramientas M4?
El acero para herramientas W4 es un acero de alta velocidad (HSS) conocido por su excelente resistencia al desgaste, alta dureza y capacidad para mantener el rendimiento de corte a temperaturas elevadas. Se utiliza comúnmente para herramientas de corte, brocas y machos de roscar en aplicaciones de mecanizado de alta velocidad. En comparación con otros grados HSS como M2, el W4 ofrece una resistencia al desgaste y una retención de dureza superiores, pero con una tenacidad ligeramente inferior.
El acero para herramientas M4 convencional es propenso al desgaste por abrasión y a un acabado superficial deficiente en su estado recocido, y se vuelve quebradizo después del temple. Sin embargo, el acero para herramientas M4 de PM, fabricado mediante pulvimetalurgia, tiene una microestructura más uniforme y una dureza constante. Esto reduce el desgaste, mejora la maquinabilidad y preserva la tenacidad en el estado endurecido.
¿A qué equivale el acero para herramientas M4?
Aquí está la información equivalente para el acero para herramientas M4:
| Estándar/Sistema | Grado equivalente |
| ASTM A681, A600 | M4 |
| QQ-T-59 | M4 |
| ESTRUENDO | 1.3343 |
| EN ISO 4957 | X20CrWMoV12 1 |
| JIS | SKH51 |
| ES | W18Cr4V |
Composición química del acero para herramientas M4
La composición química del M4 está diseñada para optimizar su alta dureza, resistencia al desgaste y estabilidad térmica. El contenido de tungsteno, molibdeno y vanadio mejora significativamente su capacidad para soportar altas temperaturas y resistir el desgaste abrasivo, mientras que el cromo y el carbono mejoran la resistencia y la durabilidad generales.
La siguiente tabla muestra la composición química detallada del acero para herramientas M4.
| Elemento | Composición |
| Carbono (C) | 1.25 – 1.4 % |
| Cromo (Cr) | 3.75 – 4.75 % |
| Cobre (Cu) | ≤ 0,25 % |
| Hierro (Fe) | 75.9 – 81.4 % |
| Manganeso (Mn) | 0.15 – 0.40 % |
| Molibdeno (Mo) | 4.25 – 5.5 % |
| Níquel (Ni) | ≤ 0,30 % |
| Fósforo (P) | ≤ 0,030 % |
| Silicio (Si) | 0.20 – 0.45 % |
| Azufre (S) | ≤ 0,030 % |
| Tungsteno (W) | 5.25 – 6.5 % |
| Vanadio (V) | 3.75 – 4.5 % |
Propiedades físicas del acero para herramientas M4
El acero para herramientas M4 se caracteriza por su alta densidad y su fuerte resistencia a la expansión térmica, lo que lo hace estable en condiciones de temperaturas fluctuantes. Su excelente conductividad térmica garantiza una disipación eficiente del calor, mientras que su capacidad calorífica específica favorece el rendimiento en entornos con altas temperaturas.
La siguiente tabla presenta las propiedades físicas detalladas del acero para herramientas M4.
| Propiedad | Métrica | Imperial |
| Densidad | 7,8 g/cm³ | 0,282 lb/pulg³ |
| Punto de fusión | 1410 – 1450 °C | 2570 – 2642 °F |
| Conductividad térmica | 27 W/m·K | 19,0 BTU·pie/h·°F·pie² |
| Capacidad calorífica específica | 0,46 J/g-K | 0,11 BTU/lb-°F |
| Coeficiente de dilatación térmica | 11,5 µm/m·K | 6,39 µpulgada/pulgada·°F |
Propiedades mecánicas del acero para herramientas M4
El acero para herramientas M4 ofrece una excelente dureza y resistencia a la tracción, lo que lo hace muy resistente al desgaste y la deformación. Su capacidad para soportar fuerzas e impactos elevados garantiza un rendimiento duradero, mientras que su rigidez ayuda a mantener la forma bajo carga.
La siguiente tabla presenta las propiedades mecánicas detalladas del acero para herramientas M4.
| Propiedad | Métrica | Imperial |
| Dureza (HRC) | 62 – 64 HR | 62 – 64 HR |
| Resistencia a la tracción | 2100 – 2500 MPa | 305 – 363 ksi |
| Límite elástico | 1700 – 2100 MPa | 246 – 305 ksi |
| Alargamiento | 8 – 12 % | 8 – 12 % |
| Módulo de elasticidad | 210 GPa | 30,5 x 10⁶ psi |
| Dureza al impacto (Charpy) | 20 - 30 J | 15 – 22 libras-pie |
| Coeficiente de Poisson | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
Tratamiento térmico del acero para herramientas M4
SteelPro Group garantiza un control preciso de la temperatura y la velocidad de enfriamiento durante el tratamiento térmico del acero para herramientas M4. Nuestro proceso de producción se adhiere estrictamente a las normas y ofrece productos de acero para herramientas M4 con una calidad constante. A continuación, se muestra el proceso de tratamiento térmico detallado para el acero para herramientas M4.
Recocido
El recocido es importante para aliviar las tensiones internas del acero, lo que facilita su mecanizado. Es especialmente útil después de forjarlo, fundirlo o soldarlo. Después del recocido, la dureza puede alcanzar aproximadamente entre 240 y 255 HB.
Proceso:Calentar el acero M4 a una temperatura de 850-900 °C (1562-1652 °F) y mantenerlo a esa temperatura durante 1 hora por cada 25,44 cm (1 pulgada). Luego, enfriar lentamente el acero en el horno a una velocidad de aproximadamente 20 °C (36 °F) por hora.
Endurecimiento
Precalentamiento
Se recomienda realizar un precalentamiento para reducir el choque térmico. En el caso de herramientas con formas complejas, el precalentamiento debe realizarse en dos etapas para evitar gradientes térmicos:
- Primera etapa: 500–600 °C (932–1112 °F)
- Segunda etapa: 800–900 °C (1472–1652 °F)
Austenitización
Calentar el acero para herramientas M4 a 1200–1250 °C (2192–2282 °F). Remojar durante 30–45 minutos por cada 25,44 cm (1 pulgada) de espesor.
Enfriamiento
Después de la austenización, el acero para herramientas M4 debe enfriarse rápidamente (templarse) para fijar la dureza. Esto se puede realizar en aceite para lograr una mayor dureza y una microestructura más uniforme, o en aire para reducir la distorsión y el riesgo de agrietamiento.
Templado
El revenido es fundamental para reducir la fragilidad causada por el temple y equilibrar la dureza y la tenacidad. Después del revenido, el rango de dureza suele ser de 58 a 62 HRC.
El templado se realiza generalmente a 540-650 °C (1004-1202 °F), y se recomienda un proceso de templado doble a 600-650 °C (1112-1202 °F) para obtener resultados óptimos.
Formas de productos de acero para herramientas M4
Nuestros productos cumplen con las normas internacionales como ASTM e ISO, y también ofrecemos opciones de tamaño personalizado. Si necesita barras preendurecidas o recocidas con una dureza específica, comuníquese con nosotros para obtener soluciones personalizadas.
| Forma del producto | Rango de dimensión (métrico) | Rango de dimensión (imperial) |
| Barras redondas | Diámetro: 10 mm a 100 mm | Diámetro: 0,39 pulgadas a 3,94 pulgadas |
| Longitud: 1000 mm a 3000 mm | Largo: 39,37 pulgadas a 118,11 pulgadas | |
| Barras planas | Espesor: 5 mm a 50 mm | Grosor: 0,20 pulgadas a 1,97 pulgadas |
| Ancho: 20 mm a 200 mm | Ancho: 0,79 pulgadas a 7,87 pulgadas | |
| Longitud: 1000 mm a 3000 mm | Largo: 39,37 pulgadas a 118,11 pulgadas | |
| Placas | Espesor: 10 mm a 50 mm | Grosor: 0,39 pulgadas a 1,97 pulgadas |
| Ancho: 200 mm a 1500 mm | Ancho: 7,87 pulgadas a 59,06 pulgadas | |
| Longitud: 1000 mm a 3000 mm | Largo: 39,37 pulgadas a 118,11 pulgadas |
Aplicaciones del acero para herramientas M4
- Hojas: Hojas de sierra circular, Cuchillas para trabajar metales
- Brochas: Herramientas de brochado interior, Herramientas de brochado de superficie
- Fresas para engranajes: Fresas para engranajes rectos y helicoidales, Fresas para engranajes internos
- Rodillos roscadores: Rodillos roscadores para conformación en frío de pernos y tornillos
- Fresas: Fresas de extremo, Fresas de planear
- Fresas perfiladoras: se utilizan para dar forma a piezas y componentes metálicos.
- Fresas de afeitar: herramientas de precisión para el acabado de engranajes y otros componentes
Acero PM M4 (o acero CPM M4) Fabricado mediante procesos de pulvimetalurgia ofrece una resistencia al desgaste, una tenacidad y una estabilidad dimensional mejoradas. Estas propiedades mejoradas lo hacen adecuado para aplicaciones de mecanizado complejas y de alta tensión.
Acero para herramientas M4 para un rendimiento máximo
En SteelPro Group, ofrecemos M4 y Otros aceros para herramientas de alta velocidad En diversas formas, desde barras hasta perfiles personalizados, adaptados a sus necesidades de mecanizado. Con nuestros servicios de corte de precisión y tratamiento térmico, garantizamos que cada producto cumpla con sus especificaciones exactas.
