• Por la preparación previa al uso de los herramentales…
• Por el tipo de material al ser procesado..
• Por las condiciones de operación y mantenimiento de
herramentales y equipo..
• La atención del operador..
• La historia no considerada u olvidada..
• El acero grado herramienta a llegado al limite..
• Por el mismo acero de fabricación..
• Diseño de la herramienta..
• Método de fabricación de la herramienta..
• Por tratamiento térmico..
• Las aplicaciones donde la temperatura
de la ( superficie de la herramienta) sea
en general superior a 200 grados c, se
considera como trabajo en caliente.. por
debajo de esa temperatura se considera
como trabajo en frio…
• En este grupo se incluyen teóricamente todos
los aceros que pueden emplearse para la
fabricación de herramientas.
• Sin embargo, en la práctica, la aplicación de este
término queda limitada a los aceros especiales
de gran calidad utilizados en la fabricación de
útiles o herramientas destinados a trabajar los
materiales por corte o por presión.
• La dureza, resistencia al desgaste y la dureza al rojo son los
factores mas importantes al escoger aceros para
herramientas.
• En aplicaciones individuales deben considerarse seriamente
muchos otros factores:
• - Propiedades no deformadoras
• -Templabilidad
• - Tenacidad
• - Resistencia al desgaste
• - Dureza al rojo
• Propiedades no deformadoras : (Los aceros se
expanden y se contraen durante el calentamiento y el
templado).
• - Las herramientas diseñadas deben mantener su
forma después del templado, los aceros óptimos en las
propiedades de no deformación pueden maquinarse
muy próximamente al tamaño antes del TT.
• Templabilidad:
• La templabilidad aumenta al incrementar el contenido
de aleación. El único elemento que disminuye la
templabilidad es el cobalto.
• Tenacidad:
• -Significa la capacidad para resistir a la rotura, en
vez de la capacidad para absorber energía
durante la deformación.
• - Una ligera deformación plástica hace que no
pueda emplearse la herramienta.
• - Los grupos S y H (acero aleados de baja y media
aleación) forman la base de los aceros resistentes
al impacto , tienen un endurecimiento poco
profundo y un núcleo relativamente suave.
• Resistencia al desgaste :
• - Todos los aceros para herramientas tienen buen
resistencia al desgaste. La resistencia al desgaste se puede
definir como la resistencia al la abrasión.
• - Existe una correlación entre las partículas duras de
carburo no disueltas y la resistencia al desgaste.
• Dureza al rojo:
• - Esta relacionada con la resistencia del acero al
suavizamiento producido por el calor . Una buena dureza al
rojo es esencial cuando la Temp. a la que deben trabajar
excede los 500º C. (aceros que contienen grandes
cantidades de W, Cr y Mo)
• Resistencia a la descarburización:
• Ocurre cuando los aceros se calientan a
temperaturas superiores a 1300ºF, esto hace
que pierda carbono superficial y dará como
resultado una superficie suave.
• Descarburización: perdida de carbono
superficial como resultado de calentar en un
medio que reaccioné con el carbono.
• - Según el medio de temple que se usen (agua,
aceite y aire).
• - El contenido de la aleación (aceros al
carbono, aceros de baja y media aleación).
• - basado en el empleo del acero para
herramientas (trabajo en caliente, resistentes
al impacto, alta velocidad y trabajo en frió).
• Templados en agua: esencialmente son aceros
al carbono , aunque algunos poseen Cr y V.
• -Entre 0.6 a 0.75 % de C = aplicaciones en la
que la tenacidad es la consideración principal.
• - 0.75 a 0.95 % de C = tenacidad y dureza son
igualmente importantes.
• - 0.95 a 1.4 de C = resistencia al desgaste
(herramientas de carpintería y de torneado)
• Aplicaciones que requieren alta tenacidad y la
capacidad para soportar impactos repetidos
• - Contienen C (0.45 a 0.65 %) , Si
(descarburización), Cr y Mo (aumenta la
templabilidad), W (Dureza al rojo)
• -Se utilizan en herramientas de formado y en
hojas para cizallas.
• Grupo O = Es el grupo mas importante de los aceros
para herramientas.
• - Contienen Mn y menores cantidades de Cr y W.
• - Tienen buenas propiedades de no deformación y es
menos probable que tengan fisuras durante el TT.
• - Grupo A = Excelentes propiedades de no
deformación, resistencia al desgaste y tenacidad
regular.
• - Grupo D = 2.25 % de C y 12% de Cr pude tener Mo y
V. Utilizados en dados para rosca y para trafilado.
• Grupo H = los aceros para herramientas
diseñados para forja, extrusión, piezas fundidas y
moldes, tienen buena dureza al rojo.
• - los contenidos de Cr, Mo, y W tienen que ser
mayor al 5%.
• - Estos aceros se pueden dividir en:
• - base de Cr (mínimo de 3.25%)
• - base de W (mínimo de 9%)
• - Base de Mo (mínimo de 8%)
• Son los mas altamente aleados y contienen
grandes cantidades de W o Mo, Cr, V y algunas
veces Co.
• - se aplican principalmente en herramientas de
corte extrusión, punzones y dados.
• - Se subdividen en grupos:
• - Grupo M, base de Mo.
• - Grupo T, base de W (18% W - 4% Cr - 1% V es
• el más utilizado).
• Aceros para molde (grupo P)
• Se caracteriza por baja dureza y resistencia para
endurecimiento por trabajo. Son utilizados para
moldes de inyección o moldes de plásticos.
• Acero con fines especiales (grupo L y F)
• Son los mas costosos. Contienen V, Mo, Ni y W.
Utilizados en guillotinas, llaves, levas, ejes y
dados para estirado de alambres.
• Se debe correlacionar las características
metalúrgicas de los aceros pera herramientas con
los requisitos del acero en funcionamiento.
• La selección no se limita a un solo tipo o a una
serie particular (se debe considerar: la
productividad espada, facilidad de fabricación y el
costo)
• La mayoría de estos aceros pueden dividirse en
tipos de operación: corte, cizallado, formado,
estirado, extracción y laminado.
• Si la principal función del acero es cortar debe
tener alta dureza, buena resistencia al calor y
al desgaste.
• Una herramienta de corte puede tener:
• - un borde de corte en continuo
• - dos o más bordes de corte en continuo
• - tener cierto Nº de bordes de cortes,
haciendo cada uno cortes breves y
funcionando solo parte del tiempo.
• DESGASTE (ABRASIVO Y ADHESIVO).
• AMBOS DERIVADO DEL CONTACTO DINAMICO ENTRE EL HERRAMENTAL Y
EL MATERIAL DE TRABAJO.
• DESGASTE ABRASIVO.
• ES DEBIDO A QUE EXCEDE LA RESISTENCIA AL DESGASTE Y OCURRE
CUANDO EL MATERIAL DE TRABAJO ES DURO O CONTIENE PARTICULAS
DURAS COMO, OXIDOS O CARBUROS. POR EJEMPLO, ACERO TEMPLADO,
MATERIALES CERAMICOS, MADERA, DICHAS PARTICULAS SON
RESPONSABLES DE LA EROSION EN LA SUPERFICIE DEL HERRAMENTAL.
• PARA CONTRARESTARLO, LAS CARACTERISTICAS IMPORTANTES EN EL
ACERO GRADO HERRAMIENTA DEBEN SER.
• ALTA DUREZA.
• GRAN CANTIDAD DE CARBUROS.
• ALTA DUREZA DE CARBUROS.
• CARBUROS DE GRAN TAMAÑO.
• Desgaste Adhesivo: Derivado también del contacto dinámico entre el
herramental y el material de trabajo; y prevalece cuando éste es "suave” o
"adherente” tal como, acero inoxidable, aleaciones de aluminio o de
cobre. Su origen es la aparición de pequeñas micro - uniones (uniones
soldadas momentáneamente) entre la superficie ambos(herramental y
material de trabajo), esto debido a la generación puntual de elevadas
temperaturas y soldadura por presión; el movimiento, provoca que estas
uniones se desprendan, llevándose consigo fragmentos del material del
herramental; finalmente, estos fragmentos podrían adherirse al material
de trabajo y causar desgaste abrasivo, denominado como desgaste mixto.
También es factible que el desprendimiento de material genere micro grietas con la posibilidad de despostilla miento y tal vez, fractura del
herramental.
• Para contrarrestarlo, las características necesarias en el acero del
herramental deberán ser:
Alta ductilidad. Y alta dureza...
• Adherencia (Galling o Pick-up):Debido a la alta fricción
durante el contacto y la naturaleza adhesiva del
material de trabajo “suaves” (aceros inoxidables,
aleaciones de aluminio y de cobre) que provocan que
en la superficie de la herramienta, se genere un
crecimiento gradual de fragmentos del material de
trabajo por adherencia; este mecanismo de falla es
relativamente cercano al desgaste adhesivo. Un bajo
coeficiente de fricción entre la superficie de la
herramienta y el material de trabajo, ayudará a
prevenir o disminuir este problema.
• Despostilla miento (Chipping):Derivado de las
altas tensiones (cargas) a la cuales se somete la
herramienta y que exceden la resistencia a la
fatiga mecánica del acero para el herramental.
Regularmente aparecen pequeñas fisuras,
mismas que tienden a crecer encontrándose unas
con otras hasta que procede el desprendimiento
de pequeños fragmentos. El origen de estas
fisuras es una baja ductilidad / tenacidad del
acero empleado para la manufactura del
herramental.
para trabajo en frío.
• Aceros micro aleados o de alta resistencia baja aleación (HSLA =
High Strength Low Alloy):Regularmente están como laminados en
frío, son denominados como micro aleados. Deben su alta
resistencia mecánica a la adición de pequeñas cantidades de
elementos de aleación, tales como Niobio y Titanio.
• Estos aceros son designados acorde al menor límite elástico; la
diferencia entre el límite elástico y la resistencia a la tensiones
pequeña. Estos aceros tienen una excelente capacidad de doblado y
formado en relación con su límite elástico; la soldabilidad también
es buena.
• El límite elástico varía de 300 a 800 MPa (43 - 100 Ksi).Aceros
Bainíticos (FB):Los aceros bainíticos están disponibles como
laminados en caliente; han sido sometidos a un baño en caliente
para conferir la estructura bainítica. Son diseñados para disminuir al
mínimo el límite de elástico.
• Aceros de fase doble o dual phase (DP):Son aceros laminados en
frío y tienen una microestructura que consiste de dos fases, ferrita y
martensita.
• La ferrita es suave y contribuye a una buena capacidad de
deformación ("formabilidad”); mientras que la martensita es dura y
contribuye en la resistencia del material.
• La resistencia se incrementa con el aumento de la proporción de la
fase martensítica.
• Dependiendo de la aplicación, los aceros de fase dual pueden tener
una combinación diferente entre el límite elástico y la resistencia a
la tensión (YS / TS). Los aceros de fase doble o dual, son fáciles de
cortar y formar; su resistencia a la tensión varía entre 500 a 1,000
MPa (72 — 145 Ksi).
• Los recubrimientos metálicos nos ofrecen los
siguientes beneficios:« Gran dureza
superficial.+ — Resistencia a la abrasión.« —
Reduce el coeficiente fricción. + Rechazo de
adherencia.+ Aumenta la resistencia a la
oxidación+ Aumenta la resistencia a la
corrosión.
• TI Coating
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CVD (Chemical Vapour Deposition):
Debido a la alta temperatura para llevar a cabo este proceso, existe el riesgo de
generar cambios dimensionales y disminución de la dureza del núcleo del
herramental. El espesor promedio es de 5 um; posterior a este proceso la
herramienta debe ser templada y revenida en horno de vacío.
PVD (PHYSICAL VAPOR DEPOSITION):
Se lleva a cabo a alto vacío a temperaturas que pueden oscilar entre 200 a 500 *C,
lo que significará el no tener fuertes riesgos de disminución de la dureza del
núcleo, ni posibles cambios dimensionales en los herramentales. Provee una capa
uniforme de grano fino de buena adherencia y uniformidad.
Disminuyen el desgaste en herramientas que están sometidas a altas cargas de
tracción y flexión. Dada las condiciones de operación de ambos recubrimientos, el
proceso PVD adquiere una preferencia mayor en la aplicación de herramentales.
Debe considerarse, que el recubrimientos PD, es la última etapa en la fabricación
de herramentales. Aceros susceptibles a los recubrimientos de TIN y TICN: A2, D2,
PM823, D6, M2, M42, T1, T4 y aceros de metalurgia de polvos. La condición para la
aplicación del recubrimiento PVD, es que los aceros deben ser sometidos a una
temperatura de revenido