¿Qué es el acero para herramientas? Propiedades, tipos y usos

Como experto mundial en producción de acero, SteelPro Group reconoce la importancia fundamental del acero para herramientas en aplicaciones exigentes. En este artículo se examinan sus características, clasificaciones y aplicaciones esenciales para guiarlo en la selección de la opción ideal.

¿Qué es el acero para herramientas?

El acero para herramientas es un acero al carbono o de aleación de primera calidad valorado por su durabilidad, resistencia a la abrasión y capacidad para mantener la resistencia a temperaturas elevadas. Su resistencia y tenacidad provienen de elementos formadores de carburo como el tungsteno, el molibdeno, el cromo y el vanadio, mientras que el cobalto y el níquel garantizan un excelente rendimiento a temperaturas elevadas. Ideal para herramientas y utillajes, se destaca en aplicaciones de alto estrés como corte, estampado y moldeado.

Propiedades del acero para herramientas

• La alta dureza se mantiene intacta bajo condiciones extremas.
• Excelente resistencia al desgaste para soportar la fricción y la abrasión.
• Fuerte tenacidad para evitar agrietamiento o fractura bajo tensión.
• Resistencia excepcional al calor para mantener la resistencia a altas temperaturas.
• Buena resistencia a la corrosión para evitar el óxido y la oxidación.
• Estabilidad dimensional superior bajo alta tensión.
• Capacidad de carga excepcional para soportar alta presión.

Diferentes tipos de acero para herramientas

El acero para herramientas se clasifica en seis tipos principales según su composición, tratamiento térmico y uso previsto. 

Acero para herramientas endurecible por agua

Aceros para herramientas endurecibles por agua (a menudo designado como Serie W) son el tipo de acero para herramientas más simple y económico. Se endurecen principalmente mediante temple en agua, lo que proporciona una alta dureza después del tratamiento térmico.

Características principales:

• Alta dureza después del temple en agua.
• Resistencia moderada al desgaste.
• Dureza de bajo impacto.
• Adecuado para herramientas que no experimentan fuertes impactos o golpes.
• Se utiliza normalmente para herramientas de corte, matrices y moldes en aplicaciones de baja tensión.

Acero para herramientas de trabajo en caliente

Aceros para herramientas de trabajo en calienteLos aceros de la serie H, que suelen clasificarse como de la serie H, están diseñados específicamente para herramientas que se utilizan en procesos de alta temperatura, como fundición a presión, extrusión y forjado, donde el material debe soportar calor extremo y estrés significativo. Estos aceros deben conservar su resistencia y resistir el desgaste a temperaturas elevadas.

Características principales:

• Buena resistencia a la fatiga térmica y al agrietamiento por calor.
• Excelente rendimiento a altas temperaturas.
• Se utiliza para herramientas que están expuestas a altas temperaturas durante los procesos de fabricación.
• Los tipos comunes incluyen H13, conocido por sus excelentes propiedades de trabajo en caliente y resistencia al choque térmico.

Acero para herramientas de trabajo en frío

Aceros para herramientas de trabajo en frío (designado como Oh, A, D, y otros) se utilizan para aplicaciones en las que las herramientas están expuestas a temperatura ambiente pero deben resistir el desgaste, la deformación y la abrasión. Estos aceros están diseñados para conservar su dureza y forma a temperaturas más bajas.

Características principales:

• Excelente resistencia al desgaste y dureza.
• Buena estabilidad dimensional.
• Ideal para formar herramientas, punzones, matrices y otros componentes que trabajan a bajas temperaturas pero a alta presión.
• Los tipos comunes incluyen O1 (endurecimiento con aceite), A2y D2 (aceros con alto contenido de carbono y alto contenido de cromo).

Acero para herramientas resistente a golpes

Aceros para herramientas resistentes a los golpes (denotado como Serie S) están diseñados para herramientas que están sometidas a fuertes impactos o choques, como martillos, cinceles y punzones. Estos aceros son muy resistentes a las fracturas o al astillado en condiciones difíciles.

Características principales:

• Excelente tenacidad y resistencia al impacto.
• Buena resistencia al desgaste, aunque no tan alta como la de los aceros para trabajo en frío o de alta velocidad.
• Ideal para herramientas que sufren golpes repetidos, como herramientas manuales, cinceles y matrices utilizadas en operaciones de punzonado y estampado.

Acero para herramientas de alta velocidad

Aceros de alta velocidad (típicamente Serie M, Serie Ty Serie H) están diseñados para herramientas de corte que operan a altas velocidades y temperaturas elevadas. Estos aceros son capaces de mantener su dureza incluso a temperaturas muy altas, lo que los hace ideales para operaciones de mecanizado a alta velocidad.

Características principales:

• Dureza excepcional y resistencia al desgaste a altas temperaturas.
• Mantiene los bordes de corte afilados a velocidades elevadas.
• Excelente resistencia al calor, normalmente utilizado en taladros, fresadoras y tornos.
• Los tipos incluyen M2 (el acero de alta velocidad más común), T1, y M42.

Acero para herramientas de uso especial

Los aceros para herramientas de uso especial están diseñados para aplicaciones muy específicas y abordan requisitos de rendimiento únicos que no cumplen los aceros para herramientas estándar.

Acero para herramientas tipo P (aceros para moldes de plástico)

Los aceros para herramientas tipo P están diseñados específicamente para moldeo por inyección de plástico y Fundición a presión de zinc Aplicaciones. Estos aceros ofrecen una excelente resistencia al desgaste, la corrosión y el estrés térmico, lo que los hace ideales para moldes expuestos a entornos de alta presión y alta temperatura.

Acero para herramientas tipo L (baja aleación)

Aceros tipo L, como L6, proporcionar Dureza excepcional y se utilizan para herramientas que requieren alta resistencia a impactos y golpes, como martillos, punzones y matrices de alta resistencia.

Acero para herramientas tipo F (endurecido al agua)

Los aceros para herramientas tipo F se endurecen mediante temple en agua, lo que ofrece una resistencia al desgaste superior en comparación con otros tipos, lo que los hace adecuados para herramientas expuestas al desgaste abrasivo.

¿De qué está hecho el acero para herramientas?

El acero para herramientas está compuesto de carbono y elementos de aleación como tungsteno, molibdeno, cromo, vanadio y níquel. Este contenido genera carburos, lo que mejora la dureza, la durabilidad y la eficiencia a temperaturas elevadas.

Elementos clave del acero para herramientas y sus funciones

Carbono: Generalmente, entre 0,51 TP3T y 1,51 TP3T, el carbono endurece el acero y forma carburos que mejoran la resistencia al desgaste y la fuerza. Una mayor cantidad de carbono mejora la dureza, pero puede reducir la durabilidad.

Tungsteno:Forma carburo de tungsteno, mejorando la resistencia al desgaste y al calor, permitiendo que el acero para herramientas mantenga la dureza a altas temperaturas.

Cromo:Mejora la dureza, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación, especialmente a altas temperaturas, lo que lo hace esencial para los aceros para herramientas resistentes al calor.

Vanadio:Refina los carburos, aumentando la tenacidad y la resistencia al desgaste, al tiempo que mejora la resistencia al impacto y la durabilidad bajo tensión.

Molibdeno:Aumenta la templabilidad, la resistencia y la estabilidad a altas temperaturas, reduciendo la distorsión durante el tratamiento térmico.

Níquel:Mejora la tenacidad y la resistencia al ablandamiento a altas temperaturas, manteniendo el rendimiento del acero bajo tensión.

Cobalto:Mejora la resistencia a altas temperaturas y al calor, y ayuda a mantener la integridad de la herramienta al evitar el ablandamiento durante la exposición prolongada al calor.

Manganeso:Los niveles bajos ayudan a mejorar la tenacidad y desoxidar el acero, reduciendo el riesgo de agrietamiento durante el tratamiento térmico.

¿Para qué se utiliza el acero para herramientas?

El acero para herramientas se utiliza para crear herramientas y componentes que requieren un alto rendimiento, durabilidad y precisión en aplicaciones exigentes. Entre sus aplicaciones se incluyen:

• Herramientas de corte: Taladros, fresas, hojas de sierra
• Herramientas de formación:Matrices, punzones, herramientas de estampación
• Herramientas de moldeo:Moldes de inyección de plástico, moldes de fundición a presión
• Herramientas de alto rendimiento:Muelas abrasivas, cinceles, escariadores
• Herramientas para trabajos en caliente:Matrices de forja, matrices de extrusión, cuchillas de corte en caliente
• Herramientas para trabajo en frío:Matrices de corte, matrices de recorte, herramientas de punzonado

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