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Acero para herramientas resistente a impactos S1: propiedades, proceso y usos
- John
El acero para herramientas S1 se destaca como una opción confiable para las industrias que necesitan materiales que puedan soportar impactos y desgastes extremos. En esta guía, exploraremos qué hace que el acero S1 sea único, sus técnicas de procesamiento y cómo se utiliza en aplicaciones exigentes, ofreciendo información que lo ayudará a tomar decisiones informadas.
¿Qué es el acero para herramientas S1?
El acero para herramientas S1 es una aleación de cromo-tungsteno resistente a los impactos con un contenido medio de carbono, equivalente a UNS T41901 o 60WCrV7. Este acero de endurecimiento profundo y endurecimiento en aceite está diseñado para ofrecer una tenacidad superior y un mejor rendimiento en aplicaciones de impacto y carga de impacto en comparación con el D2.
El acero para herramientas SteelPro Group S1 está disponible en barras redondas, barras planas y placas con mecanizado de precisión y dimensiones personalizables. Nuestros productos ofrecen un rendimiento superior en campos exigentes como la forja, el conformado y las herramientas de corte.
Composición química del acero para herramientas S1
El acero para herramientas S1 está aleado con carbono, cromo, tungsteno y vanadio para lograr un equilibrio entre dureza, tenacidad y resistencia al desgaste. Su bajo contenido de azufre y fósforo garantiza una excelente maquinabilidad y una fragilidad reducida, mientras que el contenido moderado de silicio mejora la estabilidad térmica.
La siguiente tabla detalla su composición química.
Elemento | Composición (%) |
Carbono (C) | 0.40 – 0.55 |
Cromo (Cr) | 1.4 |
Hierro (Fe) | 94 |
Manganeso (Mn) | 0.25 |
Molibdeno (Mo) | ≤ 0.50 |
Fósforo (P) | ≤ 0.030 |
Silicio (Si) | 0.68 |
Azufre (S) | ≤ 0.030 |
Tungsteno (W) | 2.25 |
Vanadio (V) | 0.23 |
Propiedades mecánicas del acero para herramientas S1
El acero para herramientas S1 ofrece una combinación equilibrada de alta resistencia a la tracción, dureza moderada y buena maquinabilidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones resistentes al impacto y al desgaste. Su excelente tenacidad y elongación a la rotura mejoran la durabilidad bajo carga dinámica.
La siguiente tabla proporciona datos detallados sobre las propiedades mecánicas.
Propiedad | Métrica |
Dureza Rockwell C | 54 |
Dureza Knoop | 605 |
Dureza Vickers | 584 |
Resistencia a la tracción | 2080 MPa |
Resistencia a la tracción (límite de fluencia) | 1800 MPa |
Alargamiento a la rotura | 10 % |
Módulo volumétrico | 160 GPa |
Módulo de corte | 80,0 GPa |
Impacto Charpy | 10,8 – 29,8 J |
Coeficiente de Poisson | 0.27-0.30 |
Maquinabilidad | 70.0 – 75.0% |
Propiedades físicas del acero para herramientas S1
El acero para herramientas S1 presenta una densidad moderada, una conductividad térmica excelente y una expansión térmica estable, lo que garantiza su fiabilidad en caso de variaciones de temperatura. Sus propiedades físicas lo hacen ideal para aplicaciones que requieren una transferencia de calor eficiente y estabilidad estructural.
La siguiente tabla proporciona un resumen detallado de sus características físicas.
Propiedad | Valor métrico | Valor imperial |
Densidad (@20°C/68°F) | 7,89 g/cm³ | 0,285 lb/pulg³ |
Coeficiente de dilatación térmica | 12,4 µm/m·°C (20–100 °C) | 6,89 µin/in·°F (68–212 °F) |
Conductividad térmica | 42,0 W/m·°C | 24,3 BTU·pulgada/pie²·h·°F |
Capacidad calorífica específica | 460 J/kg-°C | 0,110 BTU/lb-°F |
Resistividad eléctrica | 0,55 µΩ-m | 21,7 µΩ·pulgadas |
Tratamiento térmico del acero para herramientas S1
Forja
El acero para herramientas S1 debe precalentarse gradualmente a 650–700 °C (1200–1300 °F) para evitar un choque térmico. Una vez precalentado, caliéntelo uniformemente a 980–1065 °C (1800–1950 °F) para forjarlo. Después de forjarlo, enfríe el acero lentamente, preferiblemente en un horno o utilizando materiales aislantes, para evitar la acumulación de tensión y el agrietamiento.
Recocido
Calentar el acero a una velocidad controlada de 55 °C (100 °F) por hora hasta la temperatura de recocido de 760–800 °C (1400–1475 °F). Remojar durante una hora por cada 25,4 mm (1 pulgada) de espesor para asegurar un equilibrio térmico completo. Enfriar el acero en un horno a una velocidad controlada de 22 °C (40 °F) por hora hasta 550 °C (1020 °F), luego enfriar al aire.
Después del recocido, la dureza no debe superar los 250 HB. Para evitar la descarburación durante el recocido, utilice una atmósfera protectora o envuelva el acero en materiales inertes como grafito o arena.
Endurecimiento
Precalentamiento
Esto es necesario para el acero para herramientas S1 a fin de minimizar el estrés térmico. Precalentar en dos etapas: primero a 650–705 °C (1200–1300 °F) y luego a 815–845 °C (1500–1550 °F).
Austenitización
Calentar el acero a 927–982 °C (1700–1800 °F) y mantener durante 30 minutos por cada 25,4 mm (1 pulgada) de espesor para garantizar una transformación uniforme.
Enfriamiento
Se puede utilizar agua a 927 °C (1700 °F) para secciones más simples, aunque puede provocar grietas debido al enfriamiento rápido. Como alternativa, se prefiere el temple con aceite o aire para geometrías más complejas a fin de reducir la tensión térmica.
El S1 es propenso a la descarburación durante el endurecimiento debido a su alto contenido de carbono. Para mitigar esto, utilice un horno de atmósfera controlada o de vacío, o cubra la superficie con un compuesto protector.
Templado
El templado S1 depende de la aplicación prevista. Para herramientas de trabajo en caliente, templar a 538–649 °C (1000–1200 °F). Para herramientas de trabajo en frío, se recomienda un rango inferior de 177–316 °C (350–600 °F). Mantener el acero a la temperatura de templado durante una hora por cada 25,4 mm (1 pulgada) de espesor.
Formas de productos de acero para herramientas S1
El acero para herramientas S1 está disponible en diversas formas para adaptarse a aplicaciones industriales, desde herramientas de precisión hasta componentes de gran tamaño. Podemos proporcionar tamaños estándar y opciones personalizables para satisfacer las necesidades específicas del proyecto. La siguiente tabla destaca las formas comunes de los productos y los rangos de tamaños típicos.
Forma del producto | Rango de tamaño típico | Aplicación |
Barras/alambres redondos | Diámetro: 5,5 mm a 500 mm | Se utiliza para tornear, fresar; ideal para punzones, cinceles y otras herramientas. |
Barras planas/rectangulares | Espesor: 3 mm a 800 mm | Adecuado para forja, mecanizado; utilizado para matrices, herramientas de corte, etc. |
Placas laminadas en caliente | Espesor: 60 mm a 400 mm | Ideal para cortar, soldar; comúnmente utilizado en moldes grandes y componentes estructurales. |
Ancho: 50 mm a 1100 mm | ||
Longitud: 1000 mm a 12000 mm |
Aplicaciones del acero para herramientas S1
El acero para herramientas S1 está diseñado para ofrecer una dureza excepcional y una alta resistencia al impacto. Las diversas aplicaciones del acero para herramientas S1 demuestran su fiabilidad en herramientas y componentes expuestos a altos impactos y desgaste.
Cinceles y punzones: Se utiliza comúnmente para herramientas de impacto que requieren durabilidad bajo cargas repetidas.
Matrices de forja: Adecuado para aplicaciones de forja de alto impacto.
Cuchillas de corte: Se utiliza en operaciones de corte y recorte de metales.
Brocas para herramientas neumáticas: Ideal para martillos neumáticos y otras herramientas neumáticas.
Matrices de conformado en frío: Se aplica en el modelado y conformación de componentes metálicos.
Mandriles y Rodillos: Se utiliza en procesos de mecanizado y conformado industrial.
Herramientas para encabezado en frío: Se utiliza para producir sujetadores como pernos y tornillos.
Yunques y martillos: Se aplica en aplicaciones que necesitan resistencia a altos impactos.
Soluciones personalizadas para aplicaciones de acero para herramientas S1
En SteelPro Group, ofrecemos más que solo acero para herramientas S1: ofrecemos soluciones personalizadas diseñadas para satisfacer sus necesidades exactas. Las formas de nuestros productos incluyen barras redondas, barras planas y placas, lo que garantiza flexibilidad para una amplia gama de aplicaciones. También ofrecemos Acero H13 Adecuado para herramientas de trabajo en caliente.
Vamos más allá de las ofertas estándar con servicios de mecanizado de precisión como corte, rectificado y tratamiento térmico, entregando componentes listos para su uso inmediato. Las dimensiones personalizadas y las tolerancias estrictas son nuestra especialidad, lo que le ayuda a reducir el desperdicio de material y ahorrar un valioso tiempo de mecanizado.