Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM

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Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
Tratamientos Térmicos
al Alto Vacío BALITHERM ®

Pagina 1   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
Causas de falla de las herramientas

           Los eventos mas frecuentes que causan deterioros de las
           herramientas son los siguientes:

                                                  Desgaste

                                                  Fractura localizada por
                                                  concentración de esfuerzos

                                                  Deformación plástica

                                                  Fractura por fatiga o carga excesiva

Pagina 2   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
Fallas debidas a la concentración de esfuerzos

           Los ángulos de las herramientas se
           deforman o se rompen.
           Los fenómenos de deterioro son: ruptura
           subital, fisuración progresiva o fractura y
           desprendimientos localizados
           Hace falta tenacidad.

                                 Propiedades requeridas
                                       Tenacidad

                                  Localización propiedad
                                          Núcleo

                                  Acción sobre
                           Acero + Tratamiento térmico

Pagina 3   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
Fallas debidas a la deformación plástica

                      La presión sobre la herramienta es
                      demasiado alta: la resistencia del
                      material base es demasiado baja.

                                Propiedades requeridas
                              Resistencia a la compresión

                                       Criterio
                            Resistencia mecánica, dureza

                                     Localización propiedad
                                             Núcleo

                                     Acción sobre
                              Acero + Tratamiento térmico

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Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
Desgaste por abrasión

                                                  Propiedades requeridas
                                                  Resistencia al desgaste
                                                         abrasivo

                                                          Criterio
                                                          Dureza

                                                  Localización propiedad
                                                        Superficie

                                                       Acción sobre
                                                    Acero + Tratamiento
                                                  térmico + Recubrimiento

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Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
Soldadura en frío

                                                  Propiedades requeridas
                                                  Propiedades de fricción

                                                         Criterio
                                                  Coeficiente de fricción

                                                  Localización propiedad
                                                        Superficie

                                                       Acción sobre
                                                  Pulido + Recubrimiento

Pagina 6   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
Tenacidad

                  è Es la resistencia a la ruptura súbita

                  è Esa propiedad al contrario de la fragilidad evita los
                  fenómenos de ruptura prematura y de despostillamiento de las
                  herramientas en servicio

 Resistencia Mecánica
                  è Se caracteriza principalmente por la dureza

                  è Esa propiedad asegura no tener deformaciones de la
                  herramienta bajo el efecto de la presión de la operación

Pagina 7   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
Resistencia a la ruptura progresiva

                è Es la fatiga mecánica

                è En general la resistencia a la ruptura progresiva depende de
                la tenacidad. Si es mejor la tenacidad, mejor resiste la
                herramienta a la ruptura progresiva

Resistencia al desgaste abrasivo
                  è El desgaste abrasivo depende de muchos factores

                  è En general mejor esta la dureza, mejor esta la resistencia al
                  desgaste abrasivo

Pagina 8   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
¿Cómo elegir las herramientas para reducir los costos
de producción ?
           La reducción de los costos es la prioridad de cada empresa que busca ser
           competitiva. ¿Significa eso comprar más barato herramientas de menor rendimiento?
           Por supuesto que no, la mejor opción es buscar soluciones para reducir las pérdidas
           de producción causadas por las fallas de herramientas utilizando herramientas de
           inversión inicial más alta pero con mayor rendimiento.

                                          Búsqueda de solución

                                  Análisis del tipo de degradación y desgaste
                                   Estudio de los requerimientos mecánicos

                                                                                Diseño
                                                                           Materiales
                                                  Elección                       Tratamientos térmicos BALITHERM®
                                                                           Acabado superficial
                                                                                Recubrimientos BALINIT®
Pagina 9   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tratamientos Térmicos al Alto Vacío BALITHERM
Tratamientos térmicos al vacío de alta calidad
                                            BALITHERM®

                                                          +
                                           Recubrimientos extraduros BALINIT   ®

                                                          =
                                                    PRODUCTIVIDAD

                                                          +
                                           COSTOS DE PRODUCCION MAS BAJOS

Pagina 10   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Ventajas de los procesos de temple y revenido al vacío
BALITHERM®

            è Mejor combinación de alta dureza y alta tenacidad.
            è Menos deformaciones y cambios de dimensiones
            è Mejor homogeneidad de la micro-estructura
            è Piezas limpias sin oxidación
            è Protección del medio ambiente
            è Compatibilidad y sinergia con los recubrimientos antidesgaste BALINIT®
            èRevenidos múltiples para estabilizar la estructura de la herramienta y
             alargar la vida en servicio
            èProcesos específicos con características de dureza y tenacidad
                ajustadas al tipo de aplicación (punzonado o conformado…)

Pagina 11   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tenacidad / dureza - Acero D2

                                              DUREZA Y TENACIDAD DEL ACERO D2 DEPENDIENDO
                                                DE SU TEMPERATURA DE AUSTENIZACIÓN CON
                                                           REVENIDOS A 550°C
                                                             Tenacidad                                            Dureza
                                                            64

                                                                                Conformado
                                                            62

                                                                                                    Punzonado
                                                            60
                                               Dureza HRc

                                                            58

                                                            56

                                                            54

                                                            52
                                                              950        1000                1050          1100       1150
                                                                    Temperaturas de austenización en °C

Pagina 12   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tenacidad y dureza de las herramientas

                                                   Flecha plástica
                                                       en mm                Zona de
                                                                          tratamiento
                                                                         recomendada
                       Evolución de las
                                                                                             Dureza
                         propiedades                                                         Tenacidad
                        mecánicas en
                        función de la
                       temperatura de
                                                            Dureza HRc
                        austenización

                          ACERO M2
                       (revenido 570°C)

                                                                           Temperatura de austenización
                                                                                      en ºC

Pagina 13   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tratamiento térmico - Temple + revenidos (acero D2)

            Tratamiento térmico para aumentar la dureza por temple y revenido

                                                   Temperatura

                                                          Temple                      Revenidos

                                Temperatura
                                    de
                               austenización                             t3               t3           t3
                                                                         Revenido 1       Revenido 2   Revenido 3
                               Temperatura
                                  de los
                                revenidos

                                  Temperatura
                                  ambiente
                                                                                                          Tiempo
                                                          t1 = duración de la austenización
                                                          t3 = duración del revenido
Pagina 14   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Temple

                                                    Temperatura
                                                                                  Microestructura
                                                                                     Austenita

                                                                          iento

                                                                                                    Enfr
                                                    Microestructura                                            Microestructura
                                                       Austenita +
                                                                         ntam                                   Martensita +

                                                                                                     iam
                                                   Ferrita + Cementita                                            Austenita

                                                                                                       ient
                                                                     Ca l e

                                                                                                           o-T
                                                                                                              emp
                                                                                                                      Microestructura
                                                                                                                       Martensita +

                                                                                                              e  l
                                    Microestructura
                                                                                                                     Austenita retenida
                                   Ferrita + Cementita
                                                                                                                          Tiempo

Pagina 15   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Revenidos - Temple secundario
                                Temperatura

                                         1-2 horas                1-2 horas                1-2 horas
                                         510 - 530°               510 - 530°               510 - 530°

                                                                                                              Tiempo
                                                                               Austenita                Austenita
                                                      Austenita                                         retenida
                                                      retenida                 retenida
                                                        12%                       4%

Pagina 16   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Microestructuras a diferentes pasos del proceso de
temple – revenido del acero D2

                        Estructura de ferrita         Estructura de        Estructura de
                         + cementita antes            martensita +       martensita revenida
                             del temple             austenita retenida    después de los
                                                   después del temple        revenidos

Pagina 17   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Diagrama de revenido D2

                             65
                                                                                  Temperatura de temple
              Dureza (HRC)

                             60
                                                                                     1030°C
                                                                                     1070°C

                             55                                                         Temperatura de
                                                                                        recubrimiento
                                                                                        BALINIT® B
                             50                                                         BALINIT® Futura
                                                                                        BALINIT® X.Cell

                             45
                               100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600             Temperatura de
                                                   Temperatura de revenido (°C)        recubrimiento
                                                                                       BALINIT® A
                                                                                       BALINIT® D

Pagina 18   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Precauciones durante la realización de los tratamientos
térmicos de los aceros grado herramienta

               - Respetar las temperaturas de austenización
               - Respetar los tiempos de austenización
               - Definir de manera adecuada las velocidades de enfriamiento de
                   acuerdo al tipo de acero y las propiedades finales deseadas
               - Respetar el número de ciclos de revenido
               - Respetar las temperaturas de revenido
               - Respetar los tiempos de revenido

Pagina 19   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Temple al Vacío

Pagina 20   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
¿Qué es el vacío?

               • El vacío es la ausencia de moléculas de aire
               • El vacío se logra en un recipiente cerrado mediante la extracción
                 de las moléculas de aire, por tanto, generando presiones menores
                 a la atmosférica
               • Clasificación del vacío
                   – Vacío Primario. 1000 mbar ( Patm) a 1 mbar
                   – Vacío Mediano. 1 mbar a 10-3 mbar
                   – Alto Vacío. 10-3 mbar a 10-6 mbar
                   – Ultra vacío. < 10-6 mbar
               • En Tratamientos Térmicos se utiliza en mediano y alto vacío

Pagina 21   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Ventajas y desventajas del TT al vacío

                           • Ventajas:
                              – Ausencia de modificaciones físico-químicas superficiales;
                                decarburación, oxidación
                              – Homogeneidad de resultados (propiedades mecánicas).
                                buen control
                              – Baja distorsión en comparación a otros métodos de
                                temple
                           • Desventajas
                              – Costo
                              – Baja capacidad de enfriamiento, NO APLICABLE A
                                TODOS LOS TIPOS DE ACERO
                              – Tiempos largos

Pagina 22   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Capacidad de temple

                • La capacidad de temple de un horno al vacío está dada por:

                             – El acero en particular que se está templando, cada grado
                               requiere de una “velocidad crítica de temple” .
                             – El gas utilizado, pudiendo ser: N2 , Ar, He, H2 , o bien,
                               mezclas de ellos.
                             – La presión del gas dentro del horno.
                             – El flujo de recirculación del gas.

Pagina 23   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Velocidad crítica de temple

                                    Acero O1                Acero D2
                        La transformación inicia a los   La transformación inicia a
                        6 segundos de enfriamiento       los 5 minutos de enfriamiento

Pagina 24   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Comparación severidad de temple varios medios

                                   NITROGENO
                                      1.5 bar

                                   NITROGENO
                                      4.5 bar

                                BAÑO SALES
                                  540 ºC

                                BAÑO SALES
                                   360ºC

                                 ACEITE 60ºC

                                                   0   2   4   6   8   10
Pagina 25   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Propiedades físicas de los gases para temple

                                                                         GAS
                            Propiedad              Unidades Ar       N2       He       H2
                    Densidad, a 15ºC, 1 bar        kg/cm3  1.6687   1.1700    0.167 0.0841
                    Calor específico               kJ/kg K 0.5204    1.041   5.1931     14.3
                    Conductividad Térmica          W/m K 1.77E-02 2.59E-02 1.50E-01 1.87E-01

               • A mayor Calor específico y mayor conductividad térmica, se
               incrementa la rapidez de enfriamiento y la capacidad de temple

               • Mayor capacidad de temple siempre produce mayor distorsión

Pagina 26   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Efecto de la presión y flujo de gas, sobre el tiempo de
enfriamiento

                                                             Flujo
                                                   Presión
Pagina 27   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Conclusión

                  • No se pueden templar al vacío todos los tipos de acero debido
                    a:

                               – Que cada tipo de acero tiene una “velocidad de
                                 enfriamiento crítica” para transformar la austenita a
                                 martensita, el riesgo que se corre es no poder endurecer
                                 el material de forma completa.
                               – El horno tiene una capacidad limitada de enfriamiento.
                               – Dicha capacidad puede ser insuficiente para:

                                           » Aceros templables en aceite o agua.
                                           » Aceros templables al aire, piezas de grandes
                                             dimensiones.

Pagina 28   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Deformaciones y cambios de volumen durante el
tratamiento térmico al vacío
                 Deformaciones

                 è Orígenes :
                         • Tensiones internas localmente arriba del limite de
                         elasticidad del material
                         • Tensiones residuales presentes antes del tratamiento
                         • Tensiones de transformación metalúrgica
                         • Tensiones térmicas

                 è Causas :
                         • Maquinado anterior provocando tensiones internas muy altas
                         • Posicionamiento de las piezas en la carga de tratamiento térmico
                         • Problemas al cruzar los puntos de transformación metalúrgicos
                         • Gradientes térmicos provocados por :

                                                   8Piezas muy masivas
                                                   8Diferencias de sección importantes
                                                   8Variación muy rápida de temperatura
Pagina 29   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
è Soluciones :
                          • Tratamiento de relevado de esfuerzos antes del temple
                          • Buena colocación de las piezas en la carga de tratamiento térmico
                          • Cruzar lentamente los puntos de transformación metalúrgicos
                          • Disminución de los gradientes térmicos

                 Cambios de volumen

                 è Orígenes :
                           Modificaciones de la microestructura debido a los tratamientos
                 térmicos (diferencias de densidades antes y después del tratamiento
                 è Causas :
                           • Ciclo de tratamiento térmico
                           • Tipo de acero
                 è Soluciones :
                           • Utilizar gráficas de cambio de volumen por acero para dejar
                 sobrematerial para remover ajustando la herramienta una vez que ha sido
                 revenida
                           • Limitar los cambios de volumen con procesos al vacío

Pagina 30   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Cambio de volumen del acero D2

                                  1.4
                                  1.2
                                    1
            Deformación en °/oo

                                  0.8
                                  0.6                                                                     L
                                  0.4                                                                     l
                                  0.2                                                                     e

                                    0
                                  -0.2 0           100       200     300      400        500       600

                                  -0.4
                                  -0.6
                                                         Temperatura de revenido en °C

                                  Austenización a 1010°C
                                                                                               e = 25                    50
                                                                                                                     1
                                                                                                                  L=
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                                                                                                         l = 50
Cambio de volumen del acero D2
Pieza de 100 x 70 x 20 mm

            Temple a 1000°C                                                 0.30°/oo = 0.03 mm
            Revenido a 250°C
                                                    Sentido de laminación

                                                                                   -0.15 °/oo     -0.32 °/oo
                                                                                  = -0.01 mm     = -0.008 mm

Pagina 32    Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Cambio de volumen del acero D2
Pieza de 100 x 70 x 20 mm

            Temple a 950°C                                                  0.70 °/oo = 0.07 mm
            Revenido a 200°C

                                                    Sentido de laminación
                                                                                       0           -0.1 °/oo
                                                                                    = 0 mm        = -0.02 mm

Pagina 33    Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Cambio de volumen del acero D2
Pieza de 100 x 70 x 20 mm

            Temple a 1010°C
            Revenidos a 520°C                       Sentido de laminación   0.70 °/oo = 0.07 mm

                                                                                      0.5 °/oo     0.25 °/oo
                                                                                    = 0.035 mm    = 0.006 mm

Pagina 34    Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Métodos para reducir las distorsiones

            • Posición y acomodo dentro de la carga
               – Evitar la deformación en caliente por mal soporte
                 mecánico

                                                     Usar herramentales especiales,
                                                     aleaciones refractarias, diseño
                                                     de acuerdo a tipo de piezas
                                                     ( planos, cilíndricos, etc.)

                                                     Mantener los herramentales en
                                                     buen estado, reponer piezas
                                                     dañadas

Pagina 35    Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Reducción de distorsiones (2)

                                                   Colocar las piezas sobre una
                                                   superficie plana, permitiendo el
                                                   flujo del gas de enfriamiento,
                                                   apoyar por una cara plana,
                                                   asegurar que la pieza quede
                                                   totalmente vertical

                                                   De ninguna manera se pueden
                                                   colocar piezas inclinadas, de
                                                   modo que se debe respetar la
                                                   capacidad dimensional de la
                                                   cámara

Pagina 36   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Reducción de distorsiones (3)

                                                   Uso de placas de grafito para
                                                   piezas donde se requiere mayor
                                                   control de distorsiones, o bien, se
                                                   usan cuando las bases metálicas
                                                   muestran deformación

                                                   Su uso está limitado a una
                                                   temperatura máxima de 1080 ºC,
                                                   a más alta temperatura el acero
                                                   reacciona con el grafito formando
                                                   eutécticos

                                                   El acero se funde!!

                                                   La cámara caliente del horno se
                                                   daña fatalmente!!

Pagina 37   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Algunos ejemplos de colocación de las piezas

Pagina 38   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Capacidad del horno

                         • Carga máxima : 600 kg
                         • Peso máximo unitario/pza: 460 kg , limitación por horno de
                           revenido
                         • Temperatura máxima de operación: 1250 ºC
                         • Presión máxima para temple: 3 bar
                         • Dimensiones máximas de trabajo:

                                                   550 mm

                                                                     900 mm

                                                            600 mm
Pagina 39   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Procesos Estándares

                                                    Aceros                Durezas HRc

                                                       D2       56 - 58      58 - 60      60 - 62

                                                      H13       48 - 50      50 - 52      52 - 54

                                                   Para aceros HSS (M2, M3, M4, etc.) y otros como
                                                   A2, CPM, S7, etc., favor de llamar a servicio al
                                                   cliente para consultar sobre la factibilidad de las
                                                   cargas.

Pagina 40   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Descripción de los aceros

            •       Aceros para trabajo en frío
                     – A2, es un acero de mediana aleación; 1.00 %C, 5 %Cr, 1% Mo, muestra
                       alta templabilidad, normalmente puede endurecerse por enfriamiento al
                       aire. Exhiben un alto grado de estabilidad dimensional en TT, desarrolla
                       buena resistencia al desgaste, y dado que son relativamente baratos se
                       usan para herramientas que no tienen demandas mecánicas demasiado
                       altas.
                     – D2, mayor contenido de aleación que el anterior, 1.5 %C, 12.00 %Cr,
                       1.00 %Mo, 1.00 %V. Tiene alta templabilidad, muestra baja distorsión en
                       TT.
                          » Es el acero para trabajo en frío más usado debido a que logra alta
                             resistencia al desgaste abrasivo y adhesivo en combinación con alta
                             tenacidad y estabilidad de propiedades a temperaturas de hasta
                             530 ºC.
                     – D3, 2.25 %C, 12.00 5 Cr. Su alto contenido de carbono lo hace
                       especialmente apropiado para aplicaciones en donde se requiere la
                       mayor resistencia al desgaste abrasivo, sin embargo, desarrolla menor
                       dureza que el D2.
Pagina 41   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Aceros para trabajo en frío

                        •       D6, 2.10 %C, 12.00 % Cr, 0.70% W. Es una modificación del D3 para
                                lograr mayor templabilidad a fin de endurecer completamente
                                secciones de mayores dimensiones.
                        •        S6, 0.50 %C, 1.50% Cr, 2.5% W. Su composición química está
                                formulada desarrollar alta dureza en combinación con alta resistencia
                                al impacto. Es uno de los aceros con mayor contenido de aleación
                                dentro del grupo S, esto a fin de mejorar su templabilidad, lo cual le da
                                la capacidad de templarse en hornos al vacío.
                                        » Su curva de revenido no muestra endurecimiento secundario,
                                          por tanto, se reviene a bajas temperaturas, al recubrir se
                                          presentan cambios dimensionales y de propiedades físicas.
                        •       S7, 0.50% C, 1.40% Mo, 3.35% Cr. Mayor templabilidad y resistencia
                                al reblandecimiento térmico que el S6, lo cual lo hace más deseable
                                para el temple al vacío. De la misma forma que el anterior se
                                reblandece al recalentarse.

Pagina 42   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Aceros para trabajo en frío

                    •       L6, 0.70% C, 1.50% Ni, 0.75% Cr, 0.25% Mo. Es un acero de uso general,
                            muestra muy buena maquinabilidad y tenacidad. No muestra
                            endurecimiento secundario de modo que se reblancede al exponerse a
                            temperaturas elevadas.
                    •       420 y 440. Son aceros inoxidables martensíticos, templables, de modo
                            que se usan en aplicaciones en donde se requiere resistencia a la
                            corrosión u oxidación en combinación con buena resistencia mecánica,
                            dureza y resistencia al desgaste.
                    •       Vanadis 4, 6 y 10. Son aceros pulvimetalúrgicos, con composición muy
                            similar a la del D2, dada la distribución homogénea de carburos muestran
                            propiedades isotrópicas ( iguales en cualquier sentido). Estos aceros
                            constituyen un grupo de aleaciones para las cuales su consumo viene en
                            aumento considerable.
                              – Los diferentes grados producen diferentes combinaciones de dureza,
                                 tenacidad y resistencia al desgaste, de acuerdo a la aplicación en
                                 particular.

Pagina 43   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Aceros para trabajo en caliente

                      •      H11, 0.35% C, 1.50% Mn, 5.00 % Cr, 0.4% V. Es un acero popular y
                             económico, tiene alta templabilidad y resistencia al al agrietamiento en
                             caliente, puede ser nitrurado, alta resistencia al reblandecimiento a alta
                             temperatura, pudiendo trabajar sin pérdida apreciable de propiedades
                             mecánicas hasta los 560-590 ºC. Posee además alta tenacidad, muy baja
                             distorsión en tratamiento térmico y mediana resistencia al desgaste
                             abrasivo.
                      •      H13, 0.35% C, 5.00 % Cr, 1.50% Mo, 1.00 % V. Tiene excelente
                             resistencia de agrietamiento en caliente, puede ser enfriado con agua en
                             servicio, debido a su bajo contenido de carbono no muestra apreciable
                             endurecimiento secundario, la dureza empieza a caer al llegar a los 425
                             ºC.
                      •      H19, 0.4 %C, 4.25% Cr, 2% V, 4.25% W, 4.25% Co. Dentro del grupo H,
                             es el acero que exhibe la mayor dureza secundaria, sin embargo esta
                             disminuye drásticamente si el revenido se hace por arriba de 550 ºC, alta
                             tenacidad combinada con alta resistencia al desgaste.

Pagina 44   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Aceros rápidos

            •     Convencionales.
                   – M2,1.00% C, 4.00% Cr, 5.00% Mo, 2.00% V, 6% W. Es el acero rápido
                     más ampliamente utilizado por su relación precio/desempeño. Tiene muy
                     altas resistencias al desgaste y al reblandecimiento en caliente,
                     normalmente con baja tenacidad, aunque es posible balancearla con la
                     dureza según la aplicación en particular.
                   – M4, 1.25% C, 4.00% Cr, 4.50% Mo, 4.00% V, 5.5% W. Es una
                     modificación del M2, con mayores contenidos de carbono y vanadio para
                     obtener mayor dureza y resistencia al desgaste, lo cual redunda en
                     mayores velocidades de corte, sin embargo la tenacidad se afecta
                     adversamente.
                   – M35, 0.88% C, 4.50% Cr, 5.5% Mo, 2.20% V, 6.00% V, 5.5% Co. La
                     adición de cobalto proporciona una mejora sustancial en la resistencia al
                     reblandecimiento a altas temperaturas, de manera que la resistencia al
                     desgaste es muy alta.
                   – M42, 1.10% C, 3.75% Cr, 9.5 % Mo, 1.15% V, 1.50% W, 8.00% Co. Los
                     altos contenidos de carbono y cobalto proporcionan a este acero super
                     altas propiedades de corte a altas velocidades, puede alcanzar hasta 70
                     HRc, especialmente aplicable para operaciones de alta demanda.
Pagina 45   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Aceros rápidos pulvimetalúrgicos

                                                   • Perfecta distribución de
                                                   carburos
                                                   • Libres de segregaciones
                                                   • Mejor tenacidad
                                                   • Isotropía
                                                   • Mejor resistencia a la
                                                   compresión
                                                   • Mayor estabilidad dimensional.

                                                   • Básicamente las mismas
                                                   composiciones químicas que los
                                                   HSS convencionales.

Pagina 46   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Equivalencias aproximadas entre aceros
pulvimetalúrgicos

Pagina 47   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tratamiento Criogénico

            •     Tratamiento posterior al temple que se realiza a fin de transformar la austenita
                  retenida a martensita.
            •     Normalmente se realiza a nivel industrial a - 80 ºC, aunque algunos procesos utilizan
                  temperaturas inferiores del orden de los -190 ºC, los principales beneficios se
                  obtienen en el rango de los -80 ºC, haciendo que el proceso adecuado en términos
                  costo/beneficio.
            •     Posteriormente al tratamiento en frío, se realizan los revenidos para transformar la
                  martensita formada tanto en el temple como en el criogenizado.
            •     Su aplicación implica riesgos para algunas herramientas de forma complicada, ya
                  que se inducen fuertes tensiones térmicas que pueden ocasionar la ruptura de la
                  pieza.
            •     El revenido múltiple ofrece los mismos resultados metalúrgicos sin el riesgo
                  mencionado, por lo cual en muchos casos se prefiere sobre el criogenico,
                  especialmente en aceros rápidos y de alto C/alto Cr ( serie D).
            •     En BMX no haremos tratamiento criogénico.

Pagina 48       Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Ejemplo de proceso de fabricación de una herramienta
de embutido / corte en D2

                     Matriz redonda :
                     - Diámetro exterior 250 mm
                     - Diámetro interior 103 mm
                     - Espesor 62 mm

                     • Maquinado de desbaste N°1 con sobreespesor de 0.5 mm
                     • Recocido de estabilización 4 horas a 700°C
                     • Maquinado de desbaste N°2 con sobre espesor de 0.3 mm
                     • Temple a 1020°C al vacío para limitar las deformaciones
                     • 3 revenidos a 520°C al vacío
                     • Control de dureza 59 a 61 HRc
                     • Maquinado de acabado
                     • Revenido de relevado de esfuerzos a 200°C 4 horas
                     • Ajuste y pulido
                     • Desgasificado al vació 2 horas a 500°C
                     • Recubrimiento BALINIT®

Pagina 49   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Influencia que tiene el sentido de fabricación de la
herramienta, en su vida útil
            Para evitar este tipo de problemas se recomienda usar aceros PM o aceros refinados

                       Mal sentido de
                       fabricación                          Buen sentido de fabricación

                                                                 ACERO

                                            50,000 piezas            + de 200,000 piezas
                                                                                           Estructura del acero D2

Pagina 50     Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Estructura del acero

        Precauciones relacionadas con las especificaciones de los
        aceros para estampado

                                            A evitar:
                                            - Uso de aceros con bandas de carburos
                                            - Estructuras heterogéneas

                                            Acción sobre:
                                            - Controlar la calidad del acero
                                            - Pedir certificados de calidad
                                            - Identificar el sentido de las tensiones y elegir el
                                              sentido de extracción
                                            - Utilizar aceros pulvimetalurgicos tipo VANADIS 4, 6 o
                                              10

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Pruebas de Dureza

Pagina 52   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Pagina 53   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Prueba Rockwell
             • Prueba de indentación, usando un penetrador de diamante en forma de cono de 120º o una bola de acero
               endurecido.
             • El procedimiento se efectúa en tres pasos.
             • En el primer paso se aplica una “carga menor” que causa que el indentador penetre cierta profundidad el
               material. Un instrumento de medición toma esta medida como referencia.
             • En el segundo paso, se agrega adicionalmente la “carga mayor” lo que causa una indentación más
               profunda.
             • Al retirar la carga mayor, el instrumento de medición evalúa la diferencia entre las profundidades producidas
               en los pasos 1 y 2.
                                                                 HR= E-e

                                                   Las escalas más usadas:
                                                   Rockwell C. Indentador de diamante, 150 kg.
                                                   Rockwell A. Indentador de diamante, 60 kg.
                                                   Rockwell B. Indentador de bola de acero de 1/16”, 100 kg

Pagina 54   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
Tabla de equivalencia entre escalas de Dureza

                           Rockwell C Rockwell B   Brinell   Vickers   Rockwell C Rockwell B   Brinell   Vickers
                              HRc       HRb         HBN        HV         HRc        HRb        HBN        HV
                               20         97        223        238         46                   432        458
                               21         98        229        243         47                   444        471
                               22         99        235        248         48                   444        484
                               23         99        241        254         49                   461        498
                               24        100        248        260         50                   477        513
                               25        101        255        266         51                   495        528
                               26        102        255        272         52                   495        544
                               27        103        262        279         53                   514        560
                               28        103        269        286         54                   534        577
                               29        104        277        294         55                   555        595
                               30        105        285        302         56                   555        613
                               31        106        293        310         57                   578        633
                               32        106        302        318         58                   578        653
                               33        107        311        327         59                   627        674
                               34        108        321        336         60                   653        697
                               35        108        331        345         61                   682        720
                               36        109        331        354         62                   682        746
                               37        109        341        363         63                   710        763
                               38                   352        372         64                   710        789
                               39                   363        382         65                   745        820
                               40                   375        392         66                              854
                               41                   388        402         67                              894
                               42                   388        412         68                              942
                               43                   401        423         69                             1004
                               44                   415        434         70                             1076
                               45                   415        446

Pagina 55   Tratamiento Térmico / Diciembre 2008
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