Polvo de acero para herramientas H13

El polvo de acero para herramientas H13 es un grado increíblemente versátil y duradero de polvo de acero para herramientas que se utiliza habitualmente para fabricar herramientas para procesos de trabajo en caliente. Este artículo ofrece una visión completa de la pulvimetalurgia del H13, incluida su composición, propiedades, procesamiento, especificaciones, aplicaciones, ventajas/desventajas y proveedores.

Visión general

El polvo de acero para herramientas H13 es un acero de aleación versátil de cromo-molibdeno-vanadio que posee excelentes propiedades de resistencia al choque térmico y a la fatiga térmica. También presenta buena ductilidad en aplicaciones de trabajo en caliente, alta templabilidad y una tenacidad excepcional.

El H13 resiste el reblandecimiento a temperaturas de hasta 540°C (1000°F), lo que lo convierte en una opción excepcional para la fabricación de utillaje que soportará los rigores asociados a la fundición a presión de aluminio, las matrices de forja, el utillaje de extrusión, etc.

Cuando se fabrica mediante técnicas pulvimetalúrgicas, el polvo H13 ofrece propiedades generales mejoradas en comparación con el acero para herramientas H13 de producción convencional. Las principales ventajas son:

• Microestructura fina y homogénea
• Falta de segregación
• Propiedades mecánicas superiores
• Mejor control dimensional
• Penetración de mayor dureza
• Excelente capacidad de pulido

Composición

El acero para herramientas H13 se considera un acero para herramientas de cromo para trabajo en caliente. He aquí la composición química en porcentaje en peso:

La combinación de carburos de cromo, molibdeno y vanadio en la microestructura confiere al H13 una excelente resistencia al desgaste a temperaturas elevadas de hasta 1000°F.

Propiedades

He aquí un resumen de las principales propiedades físicas y mecánicas del polvo de acero para herramientas H13:

Propiedades físicas

• Densidad: 7,3 g/cm3
• Punto de fusión: 2785°F (1530°C)

Propiedades mecánicas

• Resistencia a la tracción:
  • Recocido: 131.000 psi (900 MPa)
  • Endurecido y templado: 300.000 psi (2070 MPa)
• Límite elástico:
  • Recocido: 76.000 psi (525 MPa)
  • Endurecido y templado: 262.000 psi (1800 MPa)
• Alargamiento: 8%
• Reducción de área: 35%
• Dureza:
  • Recocido: 217 HB
  • Endurecido y templado: 54 HRC

Estas propiedades hacen del H13 una elección excepcional para matrices y utillajes de trabajo en caliente. Mantiene una alta resistencia y dureza a temperaturas elevadas.

Tratamiento

El acero para herramientas H13 está disponible en barras convencionales y pulvimetalúrgicas, así como en polvos estándar para técnicas de fabricación aditiva.

A continuación se describe cómo se fabrica y procesa el polvo H13 para crear troqueles, herramientas y componentes:

1. Atomización

La fusión por inducción al vacío se utiliza para crear una forma líquida de H13 que luego se atomiza en polvos esféricos finos. Los tamaños de polvo habituales oscilan entre 10 μm y 45 μm.

2. Compactación

Los polvos H13 se compactan en una matriz mediante prensas que ejercen hasta 100 toneladas de presión. Así se forma un compacto verde y denso listo para la sinterización.

3. Sinterización

Los compactos verdes se cuecen a temperaturas de entre 1175-1260°C (2150-2300°F). Esto fusiona las partículas de acero creando piezas de acero para herramientas H13 de densidad >90%.

4. Tratamiento térmico

Al igual que el acero forjado para herramientas H13, el H13 pulvimetalúrgico se somete a recocido, temple y revenido para alcanzar las propiedades mecánicas deseadas.

5. Acabado

Los productos H13 sinterizados se mecanizan, rectifican y pulen hasta alcanzar las tolerancias finales mediante técnicas convencionales o de electroerosión.

Un tratamiento térmico y un acabado adecuados garantizan la compatibilidad de las piezas con las aleaciones de aluminio, zinc, plomo, estaño, cobre, hierro, níquel y titanio utilizadas habitualmente en aplicaciones de trabajo en caliente.

Especificaciones

Los productos de polvo de acero para herramientas H13 se fabrican para cumplir diversas clasificaciones:

• ASTM A681
• ISO 4957 X40CrMoV5-1
• DIN 1.2344

Los rangos de tamaño típicos incluyen:

Aplicaciones

Estas son algunas de las aplicaciones comunes que aprovechan las propiedades únicas del polvo de acero para herramientas H13:

Utillaje para trabajo en caliente

• Fundición inyectada de aluminio
• Matrices de forja
• Herramientas de extrusión

Herramientas para moldes de plástico

• Moldes de inyección
• Moldes de soplado
• Moldeo por vacío

Procesado a alta temperatura

• Manipulación de materiales fundidos
• Mantener la energía térmica

El acero para herramientas en polvo H13 resulta muy eficaz para cualquier herramienta, troquel o componente que deba soportar el entorno extremo del interior de maquinaria y equipos de trabajo en caliente.

H13 Polvo frente a H13 Fundido Acero para herramientas

Existen algunas diferencias clave entre el H13 producido mediante métodos de fundición convencionales y el H13 fabricado con técnicas pulvimetalúrgicas:

La consistencia molecular y la regularidad de los polvos de acero H13 permiten unas propiedades mecánicas generales superiores. Como resultado, el acero para herramientas H13 en polvo proporciona un mejor rendimiento y una vida útil más larga en comparación con los productos de fundición para herramientas.

Proveedores

A continuación se presenta una tabla en la que se destacan algunos de los principales proveedores mundiales que ofrecen productos de polvo de acero para herramientas H13:

Precios del polvo de acero para herramientas H13

El precio del polvo de acero para herramientas H13 varía bastante en función de:

• Proveedor
• Volumen de pedidos
• Plazos de entrega
• Personalización
• Calidad del producto
• Servicios adicionales de valor añadido

Dicho esto, he aquí un resumen de los rangos de precios:

Tenga en cuenta que los costes pueden fluctuar con el tiempo debido a cambios en los precios de las materias primas, la demanda y las condiciones generales del mercado. Asegúrese de solicitar presupuestos formales a efectos de planificación presupuestaria.

Preguntas frecuentes

P: ¿Cuál es la diferencia entre las calidades de acero para herramientas H11, H12, H13 y H14?

R: Las principales diferencias están relacionadas con la composición química, que se traduce en una mayor o menor resistencia al calor y al desgaste. El H13 ofrece un buen equilibrio entre tenacidad, dureza y propiedades térmicas para la mayoría de los requisitos del trabajo en caliente.

P: ¿Se puede imprimir en 3D con polvo de acero para herramientas H13?

R: Sí, el H13 se puede soldar fácilmente mediante técnicas de fusión de lecho de polvo por láser y técnicas aditivas de inyección de ligante para fabricar geometrías complejas imposibles con los métodos convencionales.

P: ¿Es resistente a la corrosión el polvo de acero para herramientas H13?

A:El acero para herramientas H13 es conocido por su impresionante resistencia y dureza, razón por la cual se utiliza a menudo en aplicaciones de alto esfuerzo como el moldeo por inyección y la fundición a presión. Sin embargo, en lo que respecta a la resistencia a la corrosión, el H13 no destaca especialmente. No es tan vulnerable como otros aceros, pero tampoco es muy resistente.