Presentacio UD4. (CC p)

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chapa

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  • 07/01/2014

    1

    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

    2

    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

    3

    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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    4

    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

    5

    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

    6

    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.

    8

    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.

    9

    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

    11

    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,...

    12

    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.

    14

    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

    64

    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

    15

    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:

    17

    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.

    18

    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.

    20

    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.

    21

    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.

    23

    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

    24

    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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    25

    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

  • 07/01/2014

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    28

    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

    29

    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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    31

    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

    33

    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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    34

    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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    13

    37

    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

    39

    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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    14

    40

    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

  • 07/01/2014

    15

    43

    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

    44

    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

  • 07/01/2014

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    46

    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

  • 07/01/2014

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    49

    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

  • 07/01/2014

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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

    54

    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

  • 07/01/2014

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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.

    56

    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,..

    57

    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

  • 07/01/2014

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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

  • 07/01/2014

    22

    64

    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

    66

    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

  • 07/01/2014

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    67

    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

    68

    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