Presentacio UD4. (CC p)
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UD4. MATERIALES PARA EL TRABAJO EN FRO Y
TRATAMIENTOS
4.1.Materiales habituales para la transformacin
4.2.Aceros para tiles de trabajo en fro
4.3.Tratamientos de los aceros para tiles
4.4.Valores referenciales
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4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Materiales habituales para la transformacin
4.1. Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Introduccin
4.1.2 Materiales aptos para el corte de precisin
4.1.3. Materiales aptos para el doblado
4.1.4. Materiales aptos para la embuticin perfecta
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4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Materiales habituales para la transformacin
Para cada elemento constitutivo de las matrices, tanto normalizados
como de construccin, hemos ido describiendo los materiales ms
utilizados por sus propiedades segn la funcin de este elemento.
A continuacin haremos una recopilacin a modo de referencia de
los materiales normalizados y comerciales utilizados
frecuentemente en la construccin de matrices y punzones y
tambin de los materiales ms aptos para la conformacin de
piezas de chapa metlica.
4.1.1. INTRODUCCIN
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Por otra parte los elementos deben ser tratados para potenciar la
resistencia mecnica, la resistencia al desgaste, la dureza, ....
Tambin se han descrito distintos tipos de tratamientos y las
caractersticas aportadas en cada uno.
En este apartado aprovecharemos para describir detalles
importantes a tener en cuenta en estos tratamientos.
Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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4.1.2. MATERIALES APTOS PARA EL CORTE DE PRECISIN
ACEROS TEMPLADOS
- aceros no aliados hasta el 0,7% C
- algunos aceros aliados segn indique el fabricante
ACEROS INOXIDABLES
- x7Cr13 , x12CrNi18-8 , x5CrNiMo18-10
ACEROS DE CEMENTACIN
- C10, C15, C22, 16MnCr5
CHAPA FINA CHAPA MEDIA CHAPA GRUESA
USt12 St 37,22 St 37,21
USt13 St 42,22 St 42,21
USt14 St 50,22 St 50,21
BANDAS LAMINADAS EN FRO DE ACERO NO ALIADO
- St 1, St 2, St 3, St 4
ALUMINIO, BRONCE, LATN
- Ms63 dulce, Ms67 semiduro, Ms72 duro
- plata alemana, cobre, bronce de muelles
- aluminio puro, Al-Si-Mg, Al-Mg3
Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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4.1.3. MATERIALES APTOS PARA EL DOBLADO
Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
La determinacin de la aptitud al
doblado se efectuar comprobando la
ausencia de fisuras en el ensayo de
doblado simple, normalizado en UNE
7472:1989
Probeta SAE 1015 y SAE 1045 Plegadas en U
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4.1.3. MATERIALES APTOS PARA LA EMBUTICIN PERFECTA
Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
(UNE 36.086-91; EN 10130; laminados en fro)
(UNE 36.093-85; EU 111-77; laminados en caliente)
Consisten en bandas o flejes de acero de bajo contenido de C y
espesores comprendidos entre 0,35 i 10 mm destinados a la
conformacin en fro. Se presentan en forma de chapas cortadas o
bobinas que se suministran untadas en aceite para evitar la
corrosin en un plazo mximo de tres meses.
Los productos laminados en fro pueden tener dos cualidades
superficiales: tipo A, en que se admiten pequeos defectos
(marcas, poros, rayas,...) y tipos B, en que al menos una de les
caras debe quedar libre de cualquier defecto.
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Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Segn el valor del lmite elstico Re , y tendremos que
materiales con Re >240 MPa dan lugar a un retorno elstico excesivo;
materiales con Re < 140 MPa son excesivamente blandos.
Por lo cual sern adecuados materiales con 140Mpa < Re < 240 MPa
Los alargamientos son de un 30-40% para los materiales laminados
en fro y entre 25-35% en los laminados en caliente.
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Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Segn el valor del coeficiente de acritud n tendremos que
materiales con valores bajos de n (0,15-0,20) tienen
adelgazamientos excesivos y rotura de la chapa en las zonas
crticas.
materiales con altos valores de n (0,22-0,23) proporcionan ms
resistencia y transfieren las deformaciones a las zonas adyacentes
a la crtica.
Los tipos ms habituales son: FeP01, FeP03, FeP04 i FeP05.
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Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Aceros de embuticin y conformacin en fro
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Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Las aplicaciones ms importantes son:
FeP01. Fleje comercial para la fabricacin de tubo utilizado en
muebles de cocina, cerrajera, barandas,... Piezas diversas de
electrodomsticos, autombiles, bidones, perfiles, pequeos
motores, ...
FeP03. Perfiles, tubos flexibles, accesorios
para automocin, piezas de electrodomsticos,
baterias de cocina, barillas de electrodos,
blindado de cable telefnico,...
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Materiales habituales para la transformacin
4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
FeP04. Parachoques, radiadores, juntas de motores, puertas de
electrodomsticos, bateras de cocina, limpia parabrisas, tubos de
escape, equipos de refrigeracin,...
FeP05. Faros, cartuchos de butano, lampistera, elementos
decorativos, pilas, vainas de cartuchos, aparellatge elctrico, botas
para filtros, piezas de sorvofrenos, ....
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
4.2. ACEROS PARA TILES DE TRABAJO EN FRO
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Este tipo de aceros se caracterizan por una elevada dureza a
temperaturas bajas (generalmente < 200C) que pierden si les
sometemos o hacemos trabajar a temperaturas altas ms elevadas.
Nos sirven para operaciones de corte y conformado en fro, como
cizallas, cuchillas, matrices de corte, punzones de corte, cuchillas de
dobladoras, rodillos de conformado, rodillos guas, etc. Estos aceros
principalmente trabajan sobre metal, madera y plstico, por ej: latas
para atn, cuchillas de conformado de madera
Mostramos en la siguiente tabla una clasificacin de los aceros para
tiles en matricera, con las propiedades y aplicaciones ms
utilizados.
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
UNE 36-071-75 t
(Kg/mm2)
E (Kg/mm2)
% H (HRc) Aplicaciones
no aliados recocido min.
F 5103 C70
F 5113 C 90
F 5117 C 102
F 5123 C120
58
65
69
73
62 temple+rev
64
64
64
Placas matriz, punzones forma
simple y moderada
solicitacin,...
UNE 36-072-75 t
(Kg/mm2)
E (Kg/mm2)
% H (HRc) Aplicaciones
indeformables min
F 5220 95MnCrW5
F 5211 X160CrMoV12
F 5214 X210CrMoV12
76
85
85
60
61
60 temple+rev
Punzones y matrices de gran
precisin dimensional. Grandes
series. Rendimientos elevados.
resist. al choque
F 5241 45WCrSi8
F 5242 60XCrSi8
F 5247 60SiMoCr8
F 5257 7CrMoNi8
85
80
78
85
56
57
58 temple+rev
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Punzones perforados de chapas
gruesas, matrices tenaces,
estampas de embuticin.
Matrices de grabado y
encuado.
resist. desgaste
F 5233 105WCr5
F 5237 102WCrV5
85
80
61
61 temple+rev
Matrices de gran resistencia.
Punzones de curvar. Matrices de
estampacin. Matrices de
embuticin de paredes gruesas.
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
La principal funcin de estos aceros es trabajar generalmente con
durezas altas, que generan una gran resistencia al desgaste,
combinada con la tenacidad que se requiere para el trabajo a
efectuar, sin embargo, la dureza ser obtenida de experiencia del
usuario, quien determinar la mejor combinacin dureza-tenacidad,
en base a la experiencia de su trabajo.
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Para poder escoger estos aceros, se debe hacer principalmente en
base a dos parmetros que son: la resistencia al desgaste y la
tenacidad. As, si tenemos:
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Con estas grficas, la seleccin se facilita, ya que por ejemplo si se
requiere cortar material fino, la cantidad de impacto ser mnima,
por lo que se requerir entonces tener un material de alta
resistencia al desgaste. Por el contrario, si el material es grueso,
tendremos que generar un gran esfuerzo que puede estar
combinado con impacto, en este caso se requerir un acero
de alta tenacidad.
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Otra forma de dar tenacidad a un acero, es bajando su dureza, por
ejemplo un acero con una dureza de 60 HRC ser ms resistente al
desgaste que el mismo acero pero con 50 HRC, pero a 50 HRC el
acero ser ms tenaz que a 60 HRC.
Si las aplicaciones que se requieren no tienen poder de impacto,
siempre se sugerir tener la mayor dureza posible para generar la
mejor resistencia al desgaste.
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Los diferentes aleantes en el porcentaje preciso proporcionan las
distintas propiedades. Por ejemplo el cromo Cr aumenta la dureza
y la resistencia al desgaste, a la templabilidad y a temperaturas
elevadas. El Molibdeno Mb aumenta la templabilidad, la
resistencia en caliente y la resistencia al desgaste, la resistencia a
la corrosin en los aceros inoxidables. El Vanadio, en pequeos
porcentajes tiene gran tendencia a formar carburos ( aceros
microaleados)
Matriz tpica de estampacin dnde pueden utilizarse
aceros Cr-Mo-V ya que se requiere alta tenacidad. Matriz progresiva fabricada con aceros Cr-Mo-V
para la produccin de series largas de una complicada
pieza troquelada.
Piezas estampadas. Punzon realizado en Uddeholm
Vanadis 6, placa matriz en Uddeholm Vanadis 10.
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
El ACERO 1 mencionado con anterioridad podria ser el conocido acero
CALMAX de UDDEHOLM y el ACERO 2 i 3 coincidiria con diferentes
tipos de acero SVERKER de UDDEHOLM tambin.
Muchas de las matrices de estampacin que se utilizan actualmente se
fabrican con aceros tradicionales tipo AISI O1, A2, D2 (1.2379), D3 o
D6. Estos tipos de acero ofrecen una aparentemente adecuada
resistencia al desgaste y sus niveles de dureza se adaptan a la
mayora de las aplicaciones. Pero ofrecen una pobre tenacidad,
templabilidad y la soldabilidad lo que lleva normalmente a una baja
productividad y a altos costes de mantenimiento. Con aceros como
CALMAX para matrices de corte y estampacin se mejora
notablemente esta productividad.
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Aplicaciones CALMAX
Aplicaciones en trabajo en fro: corte y conformado en general, corte y conformado de chapa gruesa, embuticin profunda,
matrices de extrusin en fro de geometra complicada, rodillos,
cizallas, prototipos Aplicaciones para moldes de plstico: moldes para largas series de produccin, moldes para plsticos reforzados, moldes para
moldeado por compression.
El acero SVERKER es adecuado para la fabricacin de utillaje de
uso medio para aplicaciones en las que predomina el desgaste por
abrasin y el riesgo de melladuras y grietas no sea muy alto, p. ej.,
para el troquelado y moldeado de materiales de trabajo ms finos y
resistentes.
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Matriceria. Aceros para tiles de trabajo en fro
4.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
La mayor parte de aceros de tiles se obtienen por laminacin, por
forja, fundicin, pulvimetalurgia...pero todos ellos deben tratarse
trmicamente.
ACERO TRATAMIENTO
TRMICO ACERO TIL
A continuacin explicamos algunos de los tratamientos trmicos
ms utilizados en materiales tiles en matricera.
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Matriceria. Tratamientos de los aceros para tiles
4.3. TRATAMIENTOS DE LOS ACEROS PARA TILES
4.3.1 Introduccin
4.3.2 Objetivo y propiedades
4.3.3. Tratamientos utilizados en matricera
4.3.3.1 Tratamientos trmicos msicos
4.3.3.2 Tratamientos mixtos o termoqumicos
4.3.3.1.1 Tratamientos superficiales
4.3.3.3 Recubrimientos
4.3 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Los tratamientos ms habituales responden a las necesidades
funcionales de los elementos concretos de las matrices; el objetivo
de los tratamientos trmicos es mejorar determinadas propiedades
de los materiales mediante la modificacin de su estructura interna.
El proceso general consiste en calentar el material durante un cierto
tiempo hasta formarse la estructura buscada y despus enfriarlo a
la velocidad conveniente
INTRODUCCIN
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Temperatura de calentamiento: supone una
transformacin alotrpica Fe- Fe- Fe-
Tiempo de mantenimiento:
- Ni demasiado largo ( crecimiento de grano)
- Ni demasiado corto ( insuficiente)
- 1 pulgada (25,4mm)/h espesor
( mnimo de media hora)
Velocidad de enfriamiento ETAPA DETERMINANTE
- Medio (sales, agua+ sal, aceite, aire, horno...)
- Condiciones del medio ( grado de agitacin)
ETAPAS Y PARMETROS DE LOS TRATAMIENTOS TRMICOS
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
26
Las principales propiedades que se quieren conseguir son:
aumentar dureza y resistencia
eliminar tensiones internas y evitar deformaciones despus del mecanizado
eliminar la acritud del trabajo en fro
obtener una estructura ms homogenea o mejorar la maquinabilidad.
OBJETIVO Y PROPIEDADES
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
27
En matricera se utilizan diferentes tipos de tratamientos
1.Los tratamientos trmicos msicos son los que se realizan en la
totalidad de la pieza, ncleo y superficie.
2.Los tratamientos mixtos o termoqumicos, modifican la
microestructura y la composicin qumica de la superfcie.
3.Los tratamientos superficiales, modifican la microestructura de la
superficie de la pieza Se trata de aumentar la dureza de la
superficie y mejorar las propiedades de friccin y de desgaste.
TRATAMIENTOS UTILIZADOS EN MATRICERA
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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RECOCIDO
TEMPLE
REVENIDO
TRATAMIENTOS UTILIZADOS EN MATRICERA
1- Tratamientos trmicos msicos
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Es un tratamiento que consiste en afinar el grano, y eliminar
tensiones y la acritud producida por la conformacin en fro. Se
consigue calentando las piezas y enfrindolas lentamente al horno
o al aire. Existen diversos tipos:
- Recocido contra la dureza o normalizado
- Recocido total o de regeneracin
- Recocido globular
- Recocido contra acritud
- Recocido de estabilizacin
- Recocido isotrmico
RECOCIDO
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
30
Se realiza cuando se deben mecanizar piezas templadas
previamente.
Objetivo: llevar al material a las condiciones de suministro en
cuanto a resistencia i maquinabilitat. Estructura de perlita fina.
T: A3 + 50 C / ACM + 50 C
Enfriamiento: al aire
Recocido contra la dureza o normalizado
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Con el objetivo de afinar el grano de los aceros sobrecalentados.
Se trata de conseguir una estructura de perlita gruesa, con buena
ductilitat pero ms baja resistencia mecnica que el normalizado
T: A3 + 30 C (a. hipoeut.) / A1 + 30 C (a. Hipereut.)
Enfriamiento: en el horno
Recocido total o de Regeneracin
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
32
Se aplica para conseguir una deformacin en fro ms fcil.
En aceros hipereutectoides convierte la cementita dispersa en
partculas esfricas (esferoidita), mejorando as la maquinabilidad
y ductilidad de estos aceros.
T: A1 - 30 C (requiere 15-25 hores)
Enfriamiento: al aire
Recocido de globular o esferoidizacin
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Para recuperar parte de las propiedades perdidas en la
deformacin en fro.
El objectivo: eliminar la dureza por acritud (trabajo en fro)
T: A1 100 C
Enfriamiento: en el horno
Recocido contra la acritud ( recristalizacin)
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Elimina las tensiones internas de las piezas conformadas en fro,
en piezas fundidas, forjadas, soldadas, y antes del TT de temple.
T: A1 - 100 C
Refredament: al aire
Recocido de estabilizacin o de recuperacin
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
35
Consiste en calentar el acero por encima de la temperatura crtica superior
o inferior segn los casos (generalmente de 740 a 880) y luego enfriar
hasta una temperatura de 600-700, que se mantiene constante durante
el tiempo suficiente para conseguir la completa transformacin isotrmica
de la austenita y finalmente, se enfra al
aire. Este tratamiento es mas rpido que otros recocidos.
El objetivo es mejorar la maquinabilidad de las piezas estampadas en
caliente.
Es un tratamiento muy utilizado en las trefileras de alambre de acero de
grandes prestaciones.
Recocido isotrmico
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
36
Es un tratamiento que busca el endurecimiento y el aumento de
resistencia del acero. Consiste en calentar el material por encima
de la temperatura crtica donde la estructura se transforma en
austenita y a continuacin enfriarlo rpidamente para solidificar en
martensita, constituyente, este ltimo, muy duro pero tambin muy
frgil. Por esta razn, un temple siempre viene seguido de un
revenido para mejorar la ductilidad y tenacidad del material y
eliminar las tensiones internas (BONIFICADO: TEMPLE +
REVENIDO)
TEMPLE
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Existen diversos tipos:
- Temple continuo. Puede ser completo para aceros hipoeutectoides
en que se consigue una estructura de martensita o incompleto para
aceros de tipo hipereutectoides en que se consigue una estructura de
martensita y cementita.
Agujas de matensita
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
38
- Temple escalonado.Puede ser Austempering o Martempering que
se diferencian en la temperatura de enfriamiento en un bao de
sales. En los dos casos se busca como constituyente final, la bainita.
Bainita
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Temple superficial. Utilizado en piezas de gran tamao o que slo
requieren dureza superficial. Puede ser a la llama, por immersin en
bao metlico o por induccin a travs de un corriente de alta
frecuencia.
-Temple por induccin
-Temple oxiacetilnico
Tratamientos trmicos superficiales
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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En piezas templadas debemos evitar cambio repentinos de seccin y
partes puntiagudas en matrices por el efecto de la descarburacin.
Debemos preveer postizos que lo eviten y en caso necesario proteger
la pieza en su enfriamiento.
El enfriamiento siempre debe hacerse por la seccin ms pequea
para evitar doblamientos y no se puede extraer del fludo hasta que
est a temperatura ambiente ni dejar caer en l la pieza. Por eso, en
el temple de punzones es importante colocarlos verticalmente con la
parte de corte arriba y enfriarlos primero por el corte
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
41
Es un tratamiento que sigue al temple para perder dureza y
eliminar la fragilidad y las tensiones internas del material. Por
ejemplo podemos tener martensita con 68HRC y con el revenido
nos canvia a 48-HRC. Cuando realizamos un temple seguido de
un revenido tenemos lo que se llama
un BONIFICADO
BONIFICADO = TEMPLE + REVENIDO
REVENIDO
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
42
Las temperaturas de revenido y el nmero de veces que se debe
realizar esta operacin vendran determinadas segn el proveedor.
T: < A1 (generalmente 200 500 C, depende del acero y la
dureza deseada). Debemos mantener un tiempo la T
Enfriamiento: en el horno o al aire
El revenido debe realizarse justo despus del temple para evitar
fisuras producidas por la absorcin de humedad. Es importante
asegurar un calentamiento homogneo.
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Una tcnica prctica de taller consiste en calentar al rojo una placa
de hierro sobre la cual se sienta la pieza o matriz con la parte de
corte arriba.
Otras lo consiguen con el soplete calentando la pieza hasta el
amarillo.
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Otros tratamientos son superficiales y persiguen mejorar
determinadas propiedades, especialmente la dureza superficial
y la resistencia al desgaste.
Los tratamientos termoqumicos ms importantes son:
CEMENTACIN NITRURACIN CIANURACIN SULFINIZACIN
TRATAMIENTOS UTILIZADOS EN MATRICERA
2- Tratamientos mixtos o termoqumicos
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
45
La cementacin consiste en aumentar la cantitad
de carbono de la capa superficial de la pieza de
manera que se consigue un endurecimiento de
sta. A menudo hace falta precederla de un temple.
Permite piezas con una capa exterior de gran
dureza y un ncleo ms tenaz.
Se realiza a una temperatura de unos 950C
Cementacin
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Se aplica a piezas que tienen que ser resistentes al desgaste y a
los golpes como columnas o guas laterales.
El proceso carbura unos 0,1-0,15 mm por hora de tratamiento y se
suele hacer un mnimo de 6 horas (0,6 mm). Los espesores
oscilan entre 0,8 1,4 mm
An as se debe tener en cuenta que el proceso es muy apto para
aceros de construccin pero no muy recomendable para aceros
aliados para utillajes.
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
47
Es un tratamiento de endurecimiento
superficial que permite obtener valores de
dureza muy elevados (1100HV 1200HV)
mediante la penetracin de nitrgeno en
un proceso a temperatura de unos 500C
mantenindolo un tiempo largo, de unas
24 a 80 horas. Se obtienen espesores de
capa de 0,2 a 0,5 mm.
Nitruracin
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
48
El proceso tiene la ventaja que se puede realizar a bajas
temperaturas y por lo tanto las piezas no se ven sometidas a
ninguna deformacin y se pueden dejar con medidas de acabado
antes del tratamiento.
Por contra, no es mecanizable; si se puede rectificar con cierta
dificultad y tambin presentar problemas de soldadura.
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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En matricera, la nitruracin, se aplica especialmente a punzones
y matrices de embuticin profunda para evitar el riesgo de
adherencias del material embutido a las paredes. Tambin
aumenta considerablemente la vida de los utillajes de forja.
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
50
Cuando no hay aleantes y el carbono no s suficiente para
obtener durezas elevadas, se aporta a la superfcie y se difunde
carbono combinado con nitrgeno atmico. Tiene la ventaja de ser
un proceso ms rpido para el endurecimiento superficial
carburando y nitrurando simultneamente el material. Se obtienen
capas de menor profundidad pero de ms dureza.
Por contra debe realizarse un temple y un revenido posterior con
las variaciones dimensionales que esto representa.
Cianuracin o carbonitruracin
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
51
Es un tratamiento termoqumico que consiste en enriquecer la
superfcie con azufre, nitrgeno y carbono para aumentar la
resistencia al desgaste y favorecer la lubricacin.
Actua como un recubrimiento y por tanto aumenta las dimensiones
de la pieza, por lo qual debemos tenerlo presente en el diseo
Sulfinizacin o sulfocarbonitruracin
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Los ms habituales son
RECUBRIMIENTO DE CROMO DURO RECUBRIMIENTOS DUROS - PVD
- CVD
TRATAMIENTOS UTILIZADOS EN MATRICERA
3- Recubrimientos
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.3 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
53
En este caso se utiliza para mejorar la resistencia al desgaste y a
la corrosin de los utillajes. Consiste en un proceso electroltico
que permite recubrimientos de espesores entre 0,001 i 0,1 mm
pero presenta dificultades para obtener capas uniformes
especialmente en las aristas. Una ventaja es la reduccin del
coeficiente de friccin.
Recubrimiento de cromo duro
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.3 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Estos consisten en un recubrimiento de nitruro de titanio i/o de
carburo de titanio. Presentan alta dureza y baja friccin
proporcionando al material de base mucha resistencia al desgaste
y bajo riesgo de adherencia. Se aplica en utillajes de trabajo en
fro y tambin para moldes de plstico y utillajes de trabajo en
caliente. El acero de base tiene que ser un acero para utillajes de
alta calidad o bien un acero pulvimetalrgico.
Recubrimientos duros
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.3 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
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Existeixen dos metodologas de recubrimiento duro:
1. PVD. Depositacin fsica de vapor a 200-500C.
Utilizando cuando se requiere precisin en las tolerancias
y debe realizarse despus del tratamiento trmico. Aporta
una capa mnima de 0.002 0.010mm a durezas altisimas
de 1800- 3300 HV
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.3 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
2- CVD. Depositacin qumica de vapor a unos 1000C. Tiene el
riesgo de las variaciones dimensionales.
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Cromat
VC
TD CVD/PVD Borif. Nitr. Cromat Cementat
Sn carburs de
diferents tipus de
metall: VC, CrC,...
NbC
CrC
TiC
TiN
FeB
Fe2B
4000
2000
Dureza
HV
Tratamientos de los aceros para tiles
4.3.3.3 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Dureza -Tratamiento
Son carburos de
diferentes tipos de
metal: VC, CrC,..
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4.4 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Valores referenciales
4.4. Valores referenciales
4.4.1 Placa sufridera o placa freno
4.4.2 Placas base
4.4.3. Placa matriz
4.4.4. Reglas gua
4.4.5. Punzones
4.4.6. Placa portapunzones
4.4.7. Placa gua
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4.1.1 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
El material que suele utilizarse es acero duro templado y revenido
de unos 60 Kg /mm2 y rectificado por las dos caras. Es habitual el
1.2842 , U13, F-522, a 59 HRC.
Las dimensiones habituales se encuentran entre 8 i 16 mm de
espesor. Las medidas longitudinal y transversal dependen de la
zona de punzones que se quiera proteger; slo uno, algunos o
todos.
4.4.1. PLACA SUFRIDERA O PLACA FRENO
Valores referenciales
59
4.1.2 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Los materiales utilitzados para esta placa y tambin para la placa
base inferior, debido a que solamente actuan como elementos de
sustentacin del resto no requieren caractersticas especiales y se
utiliza en general acero semiduro tipo F-1140, 2C45,
4.4.2. PLACAS BASE
Valores referenciales
60
4.4.3 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
4.4.3. PLACA MATRIZ
- Para materiales duros (chapa magntica, inox, ...); despojo de 0,5
Tambin para piezas con el centro de gravedad desplazado, para no
atascar el despojo.
- Para materiales blandos (latn,Cu, Al, plstico, cuero...) despojo de 1 3
- Para materiales ms blandos (caucho, goma, cartn,...) despojo de 3 6
y con que tienen mucha expansin, a menudo despoja sin vida.
Valores referenciales
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4.4.3 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Los materiales utilizados en la construccin de placas matriz o en las
matrices de corte con postizo, son:
* para materiales blandos o series cortas: U-13, 1.2842, F-520,
CALMAX(Uddeholm),K720(Behler)
* para materiales duros o grandes series: U-12, 1.2379, F-
5211,SVERKER 21 (Uddeholm)
En todos los casos, templados y revenidos.
Valores referenciales
62
4.4.4 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Para facilitar la entrada del material, estas reglas estan redondeadas
o chamflanadas a la entrada del material con unos 30 y
normalmente la gua derecha es ms larga para facilitar la encarada
de la banda dentro de las guas.
La longitud puede ser igual al de la matriz pero para un mejor guiado
es aconsejable que sea ms larga con un total de 1,5 a 1,8 veces
la longitud de la matriz.
4.4.4. REGLAS GUIA
Valores referenciales
63
4.4.4 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
El espesor de las reglas-gua, debe ser como mnimo de 3 a 5
veces el espesor de la chapa cuando e < 2mm y para espesores
superiores se estima en unos 1,5e.(Z.C.Solar)
Los materiales constructivos tienen que ser seleccionados
especialmente en relacin a su resistencia al desgaste por el paso
de la banda de chapa; son habituales:
F-1140 cementado, aceros de cementacin (F-1550), o U-13
sin templar.
Valores referenciales
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4.4.5 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
4.4.5. PUNZONES
Los materiales utilizados para los punzones son habitualmente
U-12, 1.2379, F-5211
En estos aceros, una vez templados y revenidos obtenemos
fcilmente durezas superiores a los 62 HRC y por lo tanto,
durabilidades de trabajo elevadas.
Valores referenciales
65
4.4.6 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
4.4.6. PLACA PORTA PUNZONES
El ajuste de los punzones se har con
una tolerancia H7-k6. En caso de
tener placa gua de punzones en
funcin de tal, entonces los punzones
se pueden ajustar con un juego de
0,5 mm
Valores referenciales
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4.4.6 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Los materiales utilizados por la placa porta-punzones son aceros
suaves al carbono, de construccin, de fcil soldabilidad y buen corte
oxiacetilnico. (p.ex. F-1120)
En caso de requerir ajuste de los punzones con interferencia para
mejor exactitud y rigidez, suele utilitzarse acero semiduro de mejor
resistencia y tenacidad. (p.ex. F-1140)
En ninguno de los casos se proceder al tratamiento trmico.
Valores referenciales
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4.4.7 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
4.4.7. PLACAS GUIA
Los materiales que debemos seleccionar para esta placa dependen
de la funcin que realicen:
- si actua como gua de punzones, el material debe reunir
propiedades de resistencia al desgaste por friccin debido al
deslizamiento de los punzones. En este caso los punzones se
montan a la gua con ajustes deslizantes H7-h6. Tambin son aptos
aceros con alto contenido de Cr y Ni de los utilizados para
cementacin pero sin tratar.
Valores referenciales
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4.4.7 Materiales para el trabajo en fro y tratamientos
Tambin se utilizan F-1140 y U-13 sin tratar para que no haya
problemas de gripaje.
- si se utiliza slo como placa extractora, puede utilitzarse acero
suave al carbono.
Valores referenciales