Todo lo que necesita saber sobre el acero para herramientas H13

El esquema de clasificación AISI clasifica los aceros para herramientas de trabajo en caliente al cromo como aceros del grupo H. Esta secuencia de aceros varía entre H1 y H19.

Estos aceros están diseñados para soportar las condiciones de alta presión, calor y abrasión que se producen en diversas unidades de producción. Dichas operaciones se llevan a cabo en rangos de temperatura extremos e incluyen cizallado, punzonado o conformado de metales.

El contenido equilibrado de aleación y la característica de temple al aire de estos aceros pueden inducir una distorsión mínima durante el temple. La mayoría de los aceros consisten en una composición de bajo carbono y aleación, de modo que las herramientas fabricadas con estos aceros puedan enfriarse con facilidad.

¿Qué es el acero para herramientas H13?

El acero al cromo para trabajo en caliente H13 se utiliza comúnmente en aplicaciones de utillaje para trabajo en caliente y en frío. El acero para herramientas H13 se utiliza más que cualquier otro acero para herramientas en aplicaciones de utillaje debido a su excelente combinación de alta tenacidad y resistencia a la fatiga.

Se usa ampliamente en moldes plásticos y en fundición a presión, y su capacidad para soportar el enfriamiento rápido desde altas temperaturas de operación también lo convierte en una opción destacada para moldes de termoplásticos.

1. Refundido por escoria electroconductora (ESR)
2. Refundido por arco al vacío (VAR)

Las acerías suelen seguir procesos de fusión para acero para herramientas de alta calidad, como el procesamiento en horno, la limpieza al vacío, la fusión al vacío, la pulverización de polvo y el refundido por escoria electroconductora, para reducir el contenido de elementos nocivos como el oxígeno, el hidrógeno y las inclusiones del acero.

Composición química

En cuanto a la composición química, el acero para herramientas H13 incluye carbono en el rango de 0,35-0,45, cromo de 4,75-5,50, molibdeno de 1,10-1,75, manganeso de 0,20-0,50, vanadio de 0,80-1,20, silicio de 0,80-1,20, fósforo de 0,030 y azufre de 0,030 como máximo. Las temperaturas para diversas operaciones realizadas, como el recocido, van de 1550 a 1650 °F, de 1825-1900 °F para el temple, de 1000-1200 °F para el revenido y de 38-53 °F para la escala Rockwell C.

Propiedades físicas

Las propiedades físicas del acero para herramientas H13 comprenden su densidad y su punto de fusión. La densidad se registra en 7,80 g/cm3 a 20 °C, mientras que el punto de fusión se registra en 1427 °C.

Propiedades mecánicas

El acero para herramientas H13, en cuanto a sus propiedades mecánicas, tiende a mostrar un comportamiento que varía con el tratamiento térmico. El acero para herramientas H13 registra una reducción de área del 50 % y un módulo de elasticidad de 215 GPa a 20 °C. Los rangos de resistencia a la tracción, en términos de resistencia última y de fluencia, varían en 1000-1380 MPa y 1200-1590 MPa, respectivamente. El valor del coeficiente de Poisson se registra en el rango de 0,27-0,30.

Propiedades térmicas

En cuanto a las propiedades térmicas, la expansión se registra en 10,4 x 10-6/°C mientras la temperatura varía de 20-100 °C. El acero para herramientas H13 tiene una conductividad térmica de 28,6 W/mK a 215 °C.

Ventajas del acero para herramientas H13

El acero para herramientas H13 supera a aleaciones de acero como 4140 en términos de mejor templabilidad y sus propiedades mecánicas asociadas. Algunas ventajas comunes incluyen:

• Alta resistencia al calor.
• Excelente resistencia térmica al choque.
• Gran estabilidad frente al descascarillado.
• Gran tenacidad al color.

Ejemplos de aplicaciones comunes

El acero para herramientas H13 encuentra sus aplicaciones en la extrusión y el moldeo de plásticos. La pieza incluye matrices, respaldos, porta-matrices, camisas y vástagos, ya que se trata de aleaciones de cobre con un alto contenido de aluminio y magnesio. Como herramienta de moldeo de plásticos, se utiliza en la compresión de moldes de inyección y moldes de transferencia con un HRC de 50-52. El H13 es un acero para matrices sobresaliente para la fundición a presión y también se emplea con éxito en correderas y núcleos en conjuntos de utillaje.

• Pasadores eyectores para moldes de inyección
• Insertos y pasadores de núcleo para moldes de inyección
• Cavidades para matrices de fundición
• Matrices de forja y extrusión
• Cavidades de moldes plásticos
• Perecibilidad
• Anillos encogidos (matrices de carburo cementado)
• Piezas resistentes al desgaste
• Camisas de inyección para fundición a presión
• Matrices de recorte

Materiales con propiedades similares al acero H13

Otras designaciones equivalentes a los aceros para herramientas H13 incluyen:

• AFNOR Z 40 COV 5
• DIN 1.2344
• UNI KU
• JIS SKD61
• SS 2242
• S. BH 13
• ASTM A681
• FED QQ-T-570
• SAE J437
• SAE J438
• SAE J467
• UNS T20813
• AMS 6408

Resumen

Es muy importante aplicar procesos de tratamiento superficial al acero para herramientas H13 para mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente a temperaturas elevadas. En conclusión, una buena dureza, junto con una combinación de resistencia al impacto y a la abrasión, convierte al acero para herramientas H13 en una excelente opción para aplicaciones de utillaje.

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