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Acero de herramienta de aleación

Descripción general

Alloy Tool Steel es una categoría especializada de acero que se mejora con la adición de elementos de aleación como el cromo (CR), el molibdeno (MO), el tungsteno (W) y el vanadio (V). Estos elementos mejoran significativamente la enduribilidad, la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia al calor del acero, lo que hace que el acero de herramientas de aleación sea un material esencial en varias aplicaciones de alto rendimiento. Este tipo de acero se utiliza principalmente en la fabricación de herramientas de medición, herramientas de corte, herramientas resistentes al impacto y moldes fríos y calientes, así como herramientas específicas para aplicaciones únicas.

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Characteristics

Enduribilidad mejorada: La adición de elementos como el cromo y el manganeso mejora la enduribilidad del acero, lo que permite un endurecimiento más profundo y uniforme.
Dustitud mejorada: Elementos de aleación como el vanadio y el molibdeno mejoran la dureza, lo que hace que el acero sea resistente al agrietamiento y la ruptura bajo estrés.
Resistencia al desgaste: El tungsteno y el cromo aumentan la resistencia al desgaste, extendiendo la vida útil de las herramientas hechas de este acero.
Resistencia al calor: La composición de la aleación proporciona un excelente rendimiento a altas temperaturas, crucial para aplicaciones de trabajo en caliente.
Versatilidad: Dependiendo de las propiedades requeridas, diferentes elementos de aleación se pueden agregar selectivamente para crear una amplia gama de aceros de aleación de herramientas adecuadas para tareas específicas.

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Proceso de producción

Selección de material: El proceso comienza con la selección de materias primas de alta calidad, incluidos varios elementos de aleación.
Fusión: Estos materiales se derriten juntos en un horno de arco eléctrico (EAF) para crear una aleación fundida homogénea.
Fundición: El acero fundido se coloca en lingotes o se funden continuos en billets.
Forging /Rolling: Los lingotes o billets están en caliente o enrollados a la forma y el tamaño deseados, lo que mejora la estructura de grano del acero.
Tratamiento térmico: Un paso crítico donde el acero sufre ciclos precisos de calentamiento y enfriamiento para lograr las propiedades mecánicas deseadas. Esto puede incluir procesos como recocido, enfriamiento y templado.
Refinamiento: El acero se somete a varios procesos de acabado, como el mecanizado y los tratamientos superficiales, para cumplir con los requisitos específicos de su aplicación prevista.

Aplicaciones

Herramientas de corte: El acero de la herramienta de aleación es ideal para hacer herramientas de corte como simulacros, cuchillas de sierra y cortadores de fresado debido a su alta resistencia y resistencia al desgaste.
Moldes: Se usa ampliamente en la producción de moldes fríos y calientes para moldeo por inyección de plástico, fundición a muerte y forja de metal.
Herramientas de medición: La precisión y la durabilidad del acero de la herramienta de aleación lo hacen perfecto para medir herramientas como indicadores y micrómetros.
Componentes del motor diesel: Piezas como pistones, válvulas, asientos de válvulas y boquillas de inyectores de combustible se benefician de la alta resistencia y resistencia al desgaste del acero de la herramienta de aleación.
Herramientas de impacto: Las herramientas que necesitan resistir fuertes impactos, como martillos y cinceles, a menudo están hechas de este acero para garantizar un rendimiento duradero.

Ejemplos prácticos

Industria automotriz: Los aceros de la herramienta de aleación se utilizan para producir piezas del motor como árboles de levas y cigüeñales que requieren alta resistencia y resistencia a la fatiga.
Aeroespacial: Los componentes como las cuchillas de la turbina y los soportes del motor, que funcionan en condiciones extremas, a menudo están hechos de aceros de aleación especializados.
Fabricación: La producción de herramientas de corte de precisión y moldes para piezas de plástico y metal depende en gran medida de las cualidades superiores del acero de la herramienta de aleación.

Tamaños comunes

1. Barras redondas

Rango de diámetro: de 10 mm a 500 mm
Rango de longitud: 3000 mm a 6000 mm

2. Barras planas

Rango de grosor: 5 mm a 200 mm
Rango de ancho: 20 mm a 1000 mm
Rango de longitud: 2000mm to 6000mm

3. Barras cuadradas

Rango lateral: de 10 mm a 300 mm
Rango de longitud: 3000 mm a 6000 mm

4. Platos

Rango de grosor: de 10 mm a 400 mm
Rango de ancho: 1000 mm a 2000 mm
Rango de longitud: 2000mm to 6000mm

5. Hojas

Rango de grosor: 1 mm a 6 mm
Rango de ancho: 500 mm a 1500 mm
Rango de longitud: 1000 mm a 3000 mm

Composición química

Acero de herramienta de aleación
NO.	Tipo	Calificación	Composición química (fracción de masa) / %
			C	Si	Minnesota	P	S	CR	W	Mes	V
			C	Si	Minnesota	≤		CR	W	Mes	V
1-1	Acero de calibre y herramienta de corte	9sicr	0.85~ 0.95	1.20~ 1.60	0.30~ 0.60	0.030	0.030	0.95~ 1.25
1-2		8mnsi	0.75~ 0.85	0.30~ 0.60	0.80~ 1.10	0.030	0.030
1-3		CR06	1.30~ 1.45	≤0.40	≤0.40	0.030	0.030	0.50~ 0.70
1-4		CR2	0.95~ 1.10	≤0.40	≤0.40	0.030	0.030	1.30~ 1.65
1-5		9CR2	0.80~ 0.95	≤0.40	≤0.40	0.030	0.030	1.30~ 1.70
1-6		W	1.05~ 1.25	≤0.40	≤0.40	0.030	0.030	0.20~ 0.30	0.80~ 1.20
2-1	Impacto- Acero de herramienta resistente	4CRW2SI	0.35~ 0.45	0.80~ 1.10	≤0.40	0.030	0.030	1.00~ 1.30	2.00~ 2.50
2-2		5CRW2SI	0.45~ 0.55	0.50~ 0.80	≤0.40	0.030	0.030	1.00~ 1.30	2.00~ 2.50
2-3		6CRW2SI	0.55~ 0.65	0.50~ 0.80	≤0.40	0.030	0.030	1.10~ 1.30	2.20~ 2.70
2-4		6crmnsi2mol	0.50~ 0.65	0.75~ 2.25	0.60~ 1.00	0.030	0.030	0.10~ 0.50		0.20~ 1.35	0.15~ 0.35
2-5		5Cr3MnisIMoiv	0.45~ 0.55	0.20~ 1.00	0.20~ 0.90	0.030	0.030	3.00~ 3.50		1.30~ 1.80	≤0.35

Tabla de comparación de grados de acero por país

Acero de herramienta de aleación
NO.	GB	ASTM	JIS
1-1	9sicr		SK7
1-6	W	F1	SK120
2-1	4CRW2SI		SKD11
2-2	5CRW2SI	S1
2-4	6crmnsi2mol	S5
2-5	5Cr3MnisIMoiv	S7