Aceros de Herramientas: Propiedades, Tratamiento Térmico y Mecanización

Aceros de Herramientas

Una herramienta es un instrumento destinado a conformar materiales.

Arranque de viruta torneado, fresado, etc.

Deformación Plástica forja, extrusión, etc.

i. ACEROS AL CARBONO. II. ACEROS PARA TRABAJOS EN FRÍO. III. ACEROS PARA TRABAJOS EN CALIENTE. IV. ACEROS RÁPIDOS.

Propiedades: Dureza: Resistencia a la deformación. Temple y Revenido con precipitación de compuestos intermetálicos. Desgaste: Arranque de partículas de la herramienta causado por el roce con otra superficie. Tenacidad: Resistencia al choque. La tenacidad es contraria de la dureza. Límite de Fatiga: Herramientas sometidas a esfuerzos alternados.

Propiedades secundarias: Resistencia al Choque Térmico: Mala conductividad térmica de los aceros de herramientas. Templabilidad: Siempre en estado de temple y revenido. Tamaño de Grano: Riesgo del crecimiento del grano y aumento de fragilidad. Maquinabilidad: Estructuras globulares. Adiciones de S y Se.

Tratamiento Térmico:

Calentamiento: Mala conductividad térmica, tanto más cuanto más aleados. Precalentarlas aparte hasta una temperatura de 200 – 300 ºC. Calentamientos lentos.

Mantenimiento a la Temperatura de Tratamiento: Asegurar que la pieza y el horno se encuentran a la temperatura de tratamiento. Austenización Homogénea → Riesgo de Crecimiento de Grano. Carburos eutécticos → Imposibles de redisolver. Disolver todos los carburos → Posibilidad de no retenida.

Enfriamiento: Depende del tipo de tratamiento. Lentos: recocidos y Enérgicos: temple aceros al C. Determinados por las curvas T.T.T. Siempre teniendo presente la mala conductividad térmica.

Se Busca Martensita Revenida + % Carburos Precipitados. Alto Contenido en Carbono: Elevado contenido en martensita y de alta dureza. Para disponer del suficiente %C para obtener elevada concentración en carburos. Elevada Concentración en Aleantes: Aumenta la templabilidad del acero. W, Mo: Para trabajos en caliente. Cr: Para trabajos en caliente. Siempre teniendo presente la mala conductividad térmica.

Al Solidificar el Fundido de Estos Aceros se Obtienen Microestructuras: Elevado contenido continuo en carburos eutécticos a – Carburos eutécticos – carburos secundarios dispersos en la matriz a.

La Mecanización de Este Acero es Inviable Debido a la Alta Dureza que Aportan las Estructuras de los Carburos Eutécticos: Se rompen las estructuras de los carburos primarios. Se obtiene una matriz de austenita con carburos primarios dispersos. Al enfriar, se obtiene una matriz de a con carburos secundarios dispersos y carburos primarios.

De la forja en caliente puede que proporciones de austenita se templen, dando lugar a microestructuras con a, C primario, C secundarios y martensita (a+C1+C2+M). Es una estructura aún demasiado resistente para mecanizar.

Recocido: Recocido de ablandamiento. Calentar hasta austenizar 1H/25mm espesor. Peligro de sufrir descarburización a partir de 800ºC. Se aplican tratamientos isotérmicos. 1.- Austenizar 2.- Reducción de temperatura hasta 750ºC 3.- Mantenimiento hasta garantizar la transformación g-a, momento en el que tienen lugar las precipitaciones de carburos secundarios. 4.- Enfriamiento lento. La microestructura resultante a + C1 + C2, Una microestructura adecuada para mecanizar.

Temple (tras mecanizado): Austenizado alta temperatura, redisolución de carburos y aleantes en la red de g. Peligro de sufrir grietas por choque térmico. Puede dar lugar al desarrollo de austenita retenida gR. Microestructura resultante M + C1 + C2 + gR. La microestructura resultante M + C1 + C2 + gR, La martensita formada es muy frágil. Además no nos interesa tener austenita retenida. Se aplica un tratamiento de revenido para eliminar gR y ablandar M.

1er Revenido (tras temple): Ablandar martensita del temple, M -> MR (martensita revenida). Se mantienen los carburos primarios. Precipitan carburos secundarios, precipitan de la Martensita del temple de la gR. gR al perder aleantes por precipitación de carburos, se transforma en martensita. La microestructura resultante MR + C1 + C2 + M. La martensita procedente de la gR es frágil, requiere de un segundo tratamiento de revenido para reducir su dureza. Con segundo revenido se obtiene la microestructura: MR + C1 + C2 + MR. Es importante recalcar que la temperatura del revenido será superior a la de trabajo del útil con objeto de mantener su estabilidad y propiedades.