Grados de acero para herramientas

Las herramientas de acero permiten a la humanidad dar forma a la madera, el plástico y el metal en miles de millones de artículos que mejoran la calidad de vida. Con el acero para herramientas, dos palabras cobran gran importancia:filo e impacto. Las aleaciones de acero con un contenido de carbono relativamente alto son más fáciles de afilar hasta obtener un borde fino, y este afilado puede soportar los rigores de la producción. Por el contrario, el acero con bajo contenido de carbono es difícil de perfeccionar, pero resiste impactos repetidos. Para seleccionar el tipo de acero para herramientas correcto para un proyecto, es útil comprender los grados y su lugar en el proceso de fabricación.

Tipos de acero para herramientas

Como todos los aceros, el acero para herramientas contiene hierro, carbono, manganeso, fósforo y azufre. Desde ese punto de partida, los metales de aleación y una variedad de procesos de fabricación se combinan para producir grados de acero para herramientas en seis categorías codificadas por letras:

• Grado W:endurecimiento por agua
• Grado O:endurecimiento del aceite
• Grado A:endurecimiento al aire
• Grado D:tipo D
• Grado S:resistente a los golpes
• Grado H:trabajo en caliente

Cada grado de letra contiene a su vez varios tipos de aleación indicados por números, por ejemplo, A2 y O1.

Grados de acero para herramientas

Según el presupuesto y el caso de uso de un proyecto, cualquiera de estos muchos tipos puede ser el más adecuado.

Endurecimiento al agua:grado W

El grado de acero para herramientas más antiguo y menos costoso toma su nombre del paso de enfriamiento con agua del proceso de fabricación. El enfriamiento rápido es la etapa esencial de enfriamiento rápido que une las moléculas de aleación y hierro en acero endurecido. Los tipos de grado W no incluyen ninguno de los elementos de aleación presentes en otros grados de herramientas y, por lo tanto, el proceso de endurecimiento con agua produce acero con un núcleo blando y alta dureza. Con un recocido cuidadoso, el acero de grado W cuenta con la mayor maquinabilidad de todos los aceros para herramientas. Gracias a su alto contenido de carbono, algunos tipos de grado W no necesitan tratamiento térmico adicional. Los tipos de grado W se ablandan por encima de los 300 grados F y no son adecuados para usos de alta temperatura.

Los usos del acero para herramientas W-Grade incluyen:

• Cubertería
• Grifos de grabado
• Grabado de sellos
• Brocas
• Cortadores circulares
• Cuchillas de afeitar
• Herramientas de torno de madera

Endurecimiento del aceite:Grado O

Al igual que los grados W, los grados O son un acero con alto contenido de carbono relativamente económico. Los tipos de grado O suelen contener trazas de cromo y manganeso para ayudar al endurecimiento. En comparación con el enfriamiento con agua, el enfriamiento con aceite permite un enfriamiento más lento en la etapa de producción. Este enfriamiento gradual produce un acero para herramientas con muchas menos probabilidades de distorsionarse en la fase de producción del tratamiento térmico. La aleación resultante también es menos quebradiza.

El tipo O1, la aleación de grado O más popular, es un acero para herramientas de uso general que mantiene un borde cuando se afila. En un entorno de fabricación, esta aleación es popular para plantillas, guías, punzones y troqueles de recorte. El acero O1 es soldable, pero la aleación requiere un calentamiento cuidadoso para evitar grietas.

La aleación tipo O6 incluye silicio y un mayor contenido de cromo. Esta aleación altamente maquinable exhibe un desempeño excepcional contra el desgaste de metal a metal. El tipo O6 también retiene aceite cuando está lubricado, lo que convierte a la aleación en una opción ideal para el corte de roscas. La aleación O6 funciona bien para levas, casquillos, cuchillas de corte y placas granuladoras.

Endurecimiento al aire:Grado A

Los aceros para herramientas templados al aire ofrecen un admirable equilibrio entre precio, resistencia, tenacidad y maquinabilidad. Con diámetros de hasta 100 mm, un contenido de cromo del 5 % permite que los tipos de acero para herramientas de grado A se endurezcan con aire o gas a presión. Los tipos de acero para herramientas templados al aire mantienen una baja distorsión durante la fase de tratamiento térmico de su producción. Esta técnica da como resultado un acero que ofrece una mejor resistencia al desgaste que los tipos de grado O con un costo menor que el grado D con alto contenido de cromo.

A2 es el acero para herramientas de grado A más utilizado, y sus aplicaciones típicas incluyen herramientas de corte para carpintería, punzones y martillos de servicio mediano. El tipo A2 también sirve en el moldeo por inyección de plástico para moldes menos complejos. El tipo A7 usa cromo y vanadio para producir resistencia al desgaste con una mejora del 50 % en comparación con su primo A2. Capaz de resistir el desgaste de arena, grava y lodo, el tipo A7 es ideal para herramientas de compactación de polvo, herramientas de extrusión de cerámica y revestimientos de moldes de ladrillos.

Otros usos para los tipos de grado A incluyen:

• Cuchillas de centro de torno
• Formas industriales de plegado con matriz
• Medidores
• Cuchillos industriales
• Troqueles ciegos
• Mandriles

Tipo D:Grado D

Con un 1% más de carbono y casi el triple del contenido de cromo del acero para herramientas de grado A, los tipos de grado D sobresalen en aplicaciones de alta temperatura. Algunas aleaciones de grado D incluyen molibdeno, cobalto o vanadio para aumentar aún más el rendimiento térmico. Capaces de mantener su dureza a temperaturas cercanas a los 800 grados F, los aceros para herramientas de grado D son ideales para fundición a presión, doblado a presión y troqueles de forja. Junto con la alta resistencia al calor, los tipos D resisten el desgaste por contacto deslizante con otros metales. Esta resistencia a la abrasión permite que el acero para herramientas de grado D funcione como troqueles de trefilado para barras, tubos y alambres. Los productores de acero emplean enfriamiento con aire y aceite para sus productos de grado D.

Otras aplicaciones para los tipos D incluyen:

• Forja muere
• Válvulas de motor de automóvil
• Herramientas de laminación
• Herramientas de moleteado
• Cuchillos para procesamiento de alimentos

Resistencia a los golpes:grado S

Un acero con bajo contenido de carbono diseñado para soportar altos impactos constantes, el acero para herramientas de grado S es el material elegido para brocas de martillo neumático y punzones de servicio pesado. El silicio, el cromo y el tungsteno dan a las aleaciones de grado S su resistencia al impacto, pero al precio de una baja resistencia a la abrasión. Los productores de acero utilizan el endurecimiento con aceite para acero de grado S de hasta 60 mm de diámetro y el endurecimiento con agua para piezas más grandes. Más allá de la resistencia al impacto, los aceros para herramientas de grado S también sobresalen en un amplio rango de temperaturas y ofrecen una maquinabilidad superior a la media.

El acero tipo S7 es una buena opción para herramientas de trabajo en frío, incluidas hojas de corte, cinceles y punzones. El tipo S7 también es una opción para aplicaciones de herramientas por debajo de los 1000 °F. Con la mayor resistencia al impacto entre los aceros de grado S, el tipo S5 es la primera opción para embragues de herramientas neumáticas y troqueles de estampado. Otras aplicaciones para los tipos de grado S incluyen:

• Troqueles de vajilla
• Martillos para pistolas de clavos
• Cuchillos trituradores de madera
• Mandíbulas para portabrocas de taladro eléctrico
• Troqueles estampados
• Implementos para canteras

Trabajo en caliente:Grado H

Los tipos de grado H son aceros para herramientas con bajo contenido de carbono que se adaptan bien a las demandas de temperaturas extremas. Esa calidad se deriva del paso de producción único del acero. El proceso de trabajo en caliente calienta el acero por encima de la temperatura de recristalización del metal. Los cambios moleculares inducidos por este calentamiento producen aceros para herramientas con una uniformidad excepcional. Si bien el proceso de trabajo en caliente no mejora la resistencia a la tracción innata del metal, la uniformidad reduce sustancialmente el riesgo de grietas con el acero de grado H.

Entre los aceros para herramientas, los tipos de grado H son los campeones de la dureza roja, la cualidad de retener la dureza cuando se calienta a un color rojo opaco. Tres metales de aleación ajustan los tipos de grado H para diferentes misiones de fabricación:

• Cromo: Los tipos H1 a H19 cuentan con un 5 % de cromo, lo que produce una aleación capaz de soportar ciclos rápidos de calentamiento y enfriamiento. Esta resistencia a la fatiga térmica hace que las aleaciones de cromo de grado H sean el metal de elección para los troqueles de forja en caliente. En el proceso de fundición a presión, estas aleaciones actúan como insertos, núcleos y cavidades. Con el moldeo por inyección de plástico, el acero para herramientas de grado H con aleación de cromo sobresale para los moldes de cavidad.
• Tungsteno: Los tipos H20 a H39 utilizan un contenido de tungsteno que llega hasta el 18 %. Esta aleación puede resistir el contacto prolongado con metales calientes, lo que permite su uso en matrices de extrusión para latón, níquel y acero. Los grados H de aleación de tungsteno brillan para la producción de mandriles.
• Molibdeno: Con los tipos H40 a H59, el contenido de molibdeno del 5 % proporciona una aleación para condiciones de temperatura extrema. Con alta resistencia a la corrosión y excelente resistencia a la abrasión, las aleaciones de molibdeno sobresalen en la formación de troqueles y punzones.

Conclusión

Elegir los grados correctos de acero para herramientas es vital para el éxito de un proyecto. La elección del fabricante de la herramienta es igualmente importante. Las capacidades internas de Special Tool &Engineering nos han permitido satisfacer las necesidades de herramientas de los fabricantes más exigentes del mundo durante más de dos décadas.