Los materiales utilizados en la producción de matrices de estampado incluyen acero, carburo, carburo aglomerado con acero, aleaciones a base de zinc, aleaciones de bajo punto de fusión, bronce de aluminio y materiales poliméricos.
Actualmente, el principal material utilizado para fabricar troqueles de estampación es el acero. Los materiales comúnmente utilizados para las piezas de trabajo de troqueles incluyen acero para herramientas al carbono, acero para herramientas de baja aleación, acero para herramientas con alto contenido de carbono y alto contenido de cromo o cromo medio, acero de aleación de carbono medio, acero de alta velocidad, acero básico, aleación dura y acero de aleación dura aleado.
Los detalles siguen:
1. Acero al carbono para herramientas
T8A, T10A y otros aceros para herramientas al carbono se utilizan ampliamente en moldes debido a su rendimiento de procesamiento favorable y su bajo costo. Sin embargo, estos materiales tienen algunas desventajas, como baja templabilidad y dureza al rojo, deformación significativa después del tratamiento térmico y baja capacidad de carga.
2. Acero para herramientas de baja aleación
El acero para herramientas de baja aleación es un tipo de acero para herramientas al carbono con elementos de aleación adicionales. En comparación con el acero para herramientas al carbono, reduce la deformación por enfriamiento y la probabilidad de agrietamiento, aumenta la templabilidad y ofrece una mejor resistencia al desgaste. Algunos de los aceros de baja aleación comúnmente utilizados en la fabricación de moldes incluyen CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV (código CH-1) y 6CrNiSiMnMoV (código GD).
3. Acero para herramientas con alto contenido de carbono y cromo
Los aceros para herramientas con alto contenido de carbono y cromo de uso común incluyen Cr12, Cr12MoV y Cr12Mo1V1 (código D2). Estos materiales tienen buena templabilidad y resistencia al desgaste y muestran una deformación mínima después del tratamiento térmico. Se trata de aceros para troqueles muy resistentes al desgaste y de baja deformación, con una capacidad de carga superada sólo por el acero rápido.
Sin embargo, tienen tendencia a segregar el carburo, por lo que se deben realizar repetidos recalcados y estirados (retorcido axial y estirado radial) para reducir la distribución desigual de los carburos y mejorar su rendimiento.
4. Acero para herramientas con alto contenido de carbono y medio cromo
Los aceros para herramientas con alto contenido de carbono y medio cromo utilizados en moldes incluyen Cr4W2MoV, Cr6WV, Cr5MoV, entre otros. Estos materiales tienen un bajo contenido de cromo, menos carburos eutécticos, una distribución uniforme de los carburos y una deformación mínima por tratamiento térmico. También exhiben buena templabilidad y estabilidad dimensional. En comparación con los aceros con alto contenido de carbono y cromo, que presentan una pronunciada segregación de carburos, estos materiales ofrecen propiedades mejoradas.
5. Acero de alta velocidad
El acero rápido es el más duro, el más resistente al desgaste y a la compresión entre los aceros para troqueles, y tiene una capacidad de carga muy alta. Los aceros rápidos comúnmente utilizados en moldes son W18Cr4V (código 8-4-1) y W6Mo5Cr4V2 (código 6-5-4-2, también conocido como marca americana M2) con menor contenido de tungsteno, así como aceros al carbono y vanadio. 6W6Mo5Cr4V de reducción rápida (código 6W6 o M2 con bajo contenido de carbono), que fue desarrollado para aumentar la tenacidad. El acero rápido también requiere forjado para mejorar su distribución de carburo.
6. Base de acero
Los aceros base se fabrican agregando pequeñas cantidades de otros elementos a la composición base del acero rápido y ajustando el contenido de carbono para mejorar sus propiedades. Estos aceros tienen las características del acero rápido, así como un cierto nivel de resistencia al desgaste y dureza, y tienen mejor resistencia a la fatiga y tenacidad en comparación con el acero rápido.
Los aceros básicos son aceros para troqueles para trabajo en frío de alta resistencia y tenacidad con menores costos de material que el acero de alta velocidad. Algunos de los aceros base comúnmente utilizados en matrices incluyen 6Cr4W3Mo2VNb (código 65Nb), 7Cr7Mo2V2Si (código LD) y 5Cr4Mo3SiMnVAL (código 012AL).
7. Metales duros y metales duros aleados con acero.
El carburo tiene mayor dureza y resistencia al desgaste que cualquier otro tipo de acero para matrices, pero tiene baja resistencia a la flexión y tenacidad. El carburo comúnmente utilizado en los moldes es el tungsteno cobalto. Para moldes con bajo impacto y alta resistencia al desgaste, se puede seleccionar carburo con bajo contenido de cobalto. El carburo con alto contenido de cobalto es adecuado para troqueles de alto impacto.
8. Metal duro aleado con acero.
El carburo aglomerado con acero se produce mediante metalurgia de polvos, con polvo de hierro y una pequeña cantidad de polvo de elemento de aleación (como cromo, molibdeno, tungsteno, vanadio, etc.) que sirve como aglutinante, y carburo de titanio o carburo de tungsteno como etapa dura.
La matriz de carburo aglomerado con acero está hecha de acero, lo que elimina la baja tenacidad y los problemas de procesamiento difíciles asociados con el carburo y permite cortar, soldar, forjar y tratar térmicamente.
Los carburos cementados de acero aleado tienen una alta concentración de carburos y, aunque su dureza y resistencia al desgaste son menores que las de los carburos cementados, aún superan a otros aceros. Después del temple y revenido, la dureza puede alcanzar entre 68 y 73 HRC.
¿Cuáles son los materiales blandos y duros en la herramienta de prensado?
Material blando:
La matriz de estampado se refiere a una matriz hecha de acero con una dureza de aproximadamente HRC35, que generalmente utiliza materiales como acero 45#, A3 o Q235, que tienen una dureza relativamente baja.
Si se golpean con un material más duro, estos troqueles pueden formar un agujero. Sin embargo, debido a su suavidad, se les conoce como “materiales blandos” y son valorados por su buen comportamiento sísmico.
Estos materiales se utilizan comúnmente para fabricar placas de soporte superiores e inferiores, almohadillas y bases de moldes para matrices de estampado.
Material duro:
En la matriz de estampado, los materiales de acero de matriz mencionados tienen una dureza (después del tratamiento térmico) de aproximadamente HRC 58 a 62 o superior, tales como Cr12, Cr12Mo1V1, Cr12MoV, Skd-51, Skd-11 y W6Mo5Cr4V2 (acero de tungsteno).
Estos materiales de acero son muy duros pero también quebradizos y pueden romperse fácilmente si no se manipulan con cuidado.
Se utilizan comúnmente para fabricar cuchillas, punzones u otras piezas que requieren alta dureza en el troquel de estampado.
