Transcript ACEROS_HERRAMIENTAS - Universidad Industrial de Santander

ACEROS PARA
HERRAMIENTAS
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA
DISEÑO DE HERRAMIENTAS
PROPIEDADES EXIGIDAS
Los materiales a ser utilizados en la fabricación
de herramientas para maquinado exigen tener:
• Elevada dureza en frío y en caliente,
bastante superior a la del material a
mecanizar.
• Resistencia a la abrasión.
• Baja oxidación y difusión.
• Obtención de precios competitivos.
Las propiedades exigidas dependen de:
 Material a mecanizar
 Tipo de mecanizado
INTRODUCCION

El objetivo final de los procesos de investigación en

Con el acero rápido se aumenta la velocidad de corte.
materiales es reducir el costo y tiempos de maquinado.
DESARROLLO DE LOS MATERIALES PARA
HERRAMIENTAS
VELOCIDAD DE
CORTE (m/min)
CLASIFICACIÓN
0 A 30
VELOCIDAD BAJA
CONVENCIONAL
30 A 610
VELOCIDAD MEDIA
CONVENCIONAL
610 A 1810
VELOCIDAD ALTA
(HS)
1810 A 18300
VELOCIDAD MUY
ALTA (VHS)
18300 A 152400
VELOCIDAD ULTRA
ALTA (UHS)
Tabla 1. Clasificación de las velocidades de Corte
Dureza del material
de la herramienta
en función de la
temperatura
A - DIAMANTE
B - CBN
C - CERAMICA AL2O3
D - CERAMICA SI3N4
E - METAL DURO
F - ALEACIONES
FUNDIDAS
G - ACERO RAPIDO
H - ACERO
HERRAMIENTA
Resistencia a la
flexión de los
materiales para
herramienta
TIPOS DE MATERIALES








Aceros al Carbono (aceros para
herramienta)
Aceros Rápidos
Aleaciones fundidas (estelita)
Metal duro
Cerámica
Cermets
Nitrato de boro cúbico (CBN)
Diamante.
ACEROS

A
ACEROS

A
ACEROS AISI

.
ACEROS AISI

.
ACEROS AISI A

ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO TEMPLABLES AL
AIRE GRUPO A: Utilizados en operaciones de
estampado, embutido, troquelado, doblado, que tengan
formas complejas y que deba mantener su forma
inalterable después del temple y revenido.
ACEROS AISI A

.
ACEROS AISI O


ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO: Utilizados
en operaciones de estampado, embutido,
troquelado, doblado, cizallado y prolongadas
temperaturas sobre los 260 C.
ACEROS AISI O

.
ACEROS AISI S

. ACEROS RESISTENTES AL IMPACTO. GRUPO S:
Operaciones de troquelado de chapa metálica,
estampado de piezas, cinceles neumáticos para
romper pavimento y en general aplicaciones que
requieran de una alta tenacidad y resistencia al
choque.
ACEROS AISI S

.
ACEROS AISI H


.
ACEROS PARA TRABAJO EN CALIENTE AL
TUNGSTENO. GRUPO H21-H26: Limita hasta los 620
C. Poseen muchas características de los aceros
rápidos. Deben ser precalentados antes de usarlos a
la temperatura de trabajo para evitar la fractura.
ACEROS AISI H

.
ACEROS AL CARBONO
(aceros para herramienta)

Aceros ferrosos







Contenido de carbono entre 0.8 – 1.8%
Pequeña cantidad de Si y Mn.
Temperatura de trabajo inferior a 200 °C.
Pierden rapidamente su dureza.
Para materiales blandos.
Velocidad baja de corte.
Aceros aleados (Baja aleación)


Contienen Fe, C, Mn, Si, 1.5%Cr, 1.2%W, 0.5%Mo,
1.2%V.
Admiten temperaturas de trabajo de hasta 200°C
ACEROS AL CARBONO
(aceros para herramienta)
ACEROS AISI RAPIDOS
HSS

.
ACEROS RAPIDOS AL TUNGSTENO, GRUPO T: Caracterizado por su
dureza al rojo y resistencia al desgaste 52 RC a 540 C y 48 RC.A 595 C
se pueden llegar hasta 70 RC en aceites o baños de sales calientes.
Tienen gran cantidad de carburos en su micro-estructura.
ACEROS RAPIDOS AL MOLIBDENO, GRUPO M: El 95% de las
herramientas que se fabrican con aceros rápidos se fabrican con
Molibdeno, son templables en aceite y solamente así resisten los
cambios dimensiónales. Mas económicos.
ACEROS AISI RAPIDOS
HSS

.
Acero Rápidos






Mayores temperaturas de trabajo.
600°C
Mayores velocidades de corte
Dureza en frio entre 60 – 70 HRC
Altos costos de obtención
Mayor resistencia a la abrasión
Proceso de fabricación más complejo
CONTITUYENTES PRINCIPALES
 TUNGSTENO (W): Principal formador de
carburos, aumenta la resistencia al
revenido y al desgaste.
MOLIBDENO (Mo): aumenta la
templabilidad y mejora tenacidad.
VANADIO (V): formador de carburos y
aumenta resistencia al desgaste.
COBALTO: Eleva el límite de temperatura
crítica elevando la dureza con la
temperatura. Más carbonatos se disuelven y
la dureza en caliente aumenta
Acero Rápidos

Proceso de fabricación más complejo
Acero Rápidos

Proceso de
Tabla I. Aceros Rápidos para herramientas.
N
o
NORMAS
ISO
1
2
3
S4
S2
AISI
M2
M7
COMPOSICION QUIMICA (%)
DIN
C
Cr
W
Mo
V
S6-5-2
S6-5-2+S
S2-9-2
0.9
0.9
0.12
1.0
4.1
4.1
6.5
6.5
5.0
5.0
1.9
1.9
3.8
1.8
8.5
2.0
Co
TIPO DE
TRABAJO
S
LEVE
4
5
6
S5
S8
-
M3
M35
-
S6-5-3
S6-5-2-5
S6-5-2-5+S
1.22
0.92
0.92
4.1
4.1
4.1
6.4
6.4
6.4
5.0
5.0
5.0
2.9
1.9
1.9
MEDIO
4.8
4.8
7
8
9
S10
-
S-12-1-4-5 1.35
S-2-10-1-8 1.08
S-10-4-3-10 1.23
4.1
4.1
4.1
12.0
1.5
10.0
0.8
9.5
3.8
3.8
1.2
3.3
4.8
8.0
10.5
0.1
PESADO
8. EVOLUCION DE LOS
MATERIALES DE HERRAMIENTAS

s
Aceros rapidos con revestimientos
Necesidad:
-Resistencia al desgaste
-Tenacidad
 Objetivo
-Aumento de la productividad en los procesos
de mecanizado
 Resultados
-Durezas de 2000 a2500 VICKERS
-Substratos tenaces
-Reducción de fricción pieza-herramienta
-Reducción de difusión
-Adición de material

Aceros rapidos con revestimientos
Aceros rapidos con revestimientos
N
o
NORMAS
ISO
1
2
3
S4
S2
AISI
M2
M7
COMPOSICION QUIMICA (%)
DIN
C
Cr
W
Mo
V
S6-5-2
S6-5-2+S
S2-9-2
0.9
0.9
0.12
1.0
4.1
4.1
6.5
6.5
5.0
5.0
1.9
1.9
3.8
1.8
8.5
2.0
Co
TIPO DE
TRABAJO
S
LEVE
4
5
6
S5
S8
-
M3
M35
-
S6-5-3
S6-5-2-5
S6-5-2-5+S
1.22
0.92
0.92
4.1
4.1
4.1
6.4
6.4
6.4
5.0
5.0
5.0
2.9
1.9
1.9
MEDIO
4.8
4.8
7
8
9
S10
-
S-12-1-4-5 1.35
S-2-10-1-8 1.08
S-10-4-3-10 1.23
4.1
4.1
4.1
12.0
1.5
10.0
0.8
9.5
3.8
3.8
1.2
3.3
4.8
8.0
10.5
0.1
PESADO
Tabla II. Aceros Rápidos recomendados para herramientas.
TIPOS
DE
HERRAMIENTA
TIPOS DE MATERIALES DE TRABAJO
ACEROS
HIERRO FUNDIDO
LEVE
MEDIO
PESADO
LEVE
MEDIO
PESADO
NO FERROSOS
LEVE
MEDIO
PESADO
BROCA Y
ALARGADORES
1
1
5
1
1
5
1
1
5
MACHOS PARA
ROSCAS
3-1
4
5
3-1
4
5
3-1
4
5
LIMADORAS
1-2
1-2
4-1
1-2
1-2
4-1
1-2
1-2
4
1-2
4-5
6-8
7-9
1-2
4-5
6-8
7-9
1-2
4-8
7-9
ALARGADORES
DE ACABADO
1
4
7
1
4
7
1
4
7
SIERRAS
1
1
5
1
1
5
1
1
5
HTAS. TORNO
5
7-8
9
5
7
9
1-5
7
9
HTAS. BROCHAR
1-3
1-3
5
1-3
1-3
5
5-3
5-3
5
FRESAS
Tabla III. Campo de aplicación de los aceros Rápidos.