ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM · Resistencia y dureza en caliente A diferencia de la resistencia...
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ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM 1
ACERO PARAEXTRUSIÓN UDDEHOLM
APLICACIÓN DE UTILLAJE TRABAJOS EN CALIENTE
ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM2
Esta información se basa en nuestro presente estado de conocimientos y está dirigida aproporcionar información general sobre nuestros productos y su utilización. No deberápor tanto ser tomada como garantía de unas propiedades específicas de los productosdescritos o una garantía para un propósito concreto.
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Edición: 2, 09.2013
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La elección de un proveedor de acero para moldes y matrices es una decisión fundamental para todos los
interesados, desde el fabricante y el usuario de los moldes hasta el consumidor final. Gracias a las magníficas
propiedades de los materiales, los clientes de Uddeholm obtienen moldes y componentes de confianza.
Nuestros productos están siempre a la vanguardia. Por ello nos hemos labrado fama como el productor
mundial de acero para herramientas más innovador.
Uddeholm produce y suministra acero sueco para herramientas de alta calidad a más de 100.000 clientes en
más de 100 países. ASSAB es nuestro canal de ventas exclusivo, que representa a Uddeholm en la zona Asia
Pacifico. Juntos hemos consolidado nuestra posición como primer proveedor mundial de acero para
herramientas.
Si desea fabricar el utillaje óptimo y obtener economía de producción en cualquier punto de la cadena de
fabricación confíe en Uddeholm como proveedor de acero para herramientas.
Simplemente, compensa elegir un acero mejor.
CONTENIDO
Introducción 4
Acero para herramientas de trabajo en caliente deUddeholm para matrices y utillaje de extrusión 5
Propiedades del acero de herramientas para utillaje ymatrices de extrusión 6
Selección de materiales para matrices y componentesde utillaje de extrusión 8
Fabricación de matrices y utillaje 12
Programa de aceros para herramientas – descripción general 14 – composición química 15
Selección de acero y dureza 16
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IntroducciónLa base de producción de la empresa Uddeholm esel acero para herramientas. Sin embargo, nuestroobjetivo empresarial es vender y comercializarmateriales de utillaje y servicios a fabricantes deherramientas, usuarios de herramientas, fabricantesde maquinaria y sus clientes, ofreciendo los mejoresprecios a nivel global.
El acero para herramientas industriales debe serde muy alta calidad. Ésta es la principal garantía deque los componentes que se vayan a producir enúltima instancia con la herramienta cumplan losrequisitos especificados. En este contexto, mantene-mos que no todo el acero es igual; la mayoría denuestras calidades de acero son únicas en elmercado - por este motivo utilizamos nuestrospropios nombres de marca- y han sido desarrolladasdurante años por nuestros experimentados ingenie-ros y metalúrgicos.
No obstante, un acero para herramientas deprimera clase es sólo una de las claves a la hora deofrecer una solución óptima para el usuario de unaherramienta. Por este motivo, Uddeholm se encuen-tra a día de hoy a kilómetros de distancia de losproveedores de acero tradicionales y ofrece unaamplia gama de servicios complementarios destina-dos a garantizar que los usuarios de las herramien-
tas obtengan realmente lo mejor de nuestrosmateriales para herramientas. En colaboración confabricantes de herramientas, con usuarios deherramientas y, en algunos casos, incluso conusuarios finales (es decir, con aquéllos que utilizanlos componentes fabricados con las herramientas),pretendemos desarrollar soluciones completas parauna oferta óptima, de la cual el suministro dematerial para herramientas no es más que una desus muchas facetas. En términos prácticos, estoquiere decir que, además del material para utillaje yel saber hacer asociado, en muchos casos podemosofrecer servicios como el mecanizado o el trata-miento térmico o incluso la posibilidad de prestarayuda para el mantenimiento y la reparación deherramientas, por ejemplo, servicios de soldadura.Estamos convencidos de que nuestra política deprestar servicios sin limitarnos al material de utillajees necesaria si nuestros clientes – en particular losusuarios de herramientas y los usuarios finales –han de disfrutar de la mejor oferta en cuanto autillaje en su producción. En una época en la que lasubida vertiginosa de los costes de producción nosiempre se puede compensar con el aumento de losprecios, sacar el máximo partido al utillaje suele serun ingrediente vital a la hora de lograr unas condi-ciones de producción viables.
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Acero para herramientasde trabajo en caliente deUddeholm para matrices yutillaje de extrusiónAcero para herramientas de trabajo en caliente deUddeholm para la fabricación de herramientas ycomponentes de prensas de extrusión:
Uddeholm Impax SupremeUddeholm Alvar 14/Alvar
Uddeholm Orvar 2 Microdized
Uddeholm Vidar 1
Uddeholm QRO 90 Supreme
Uddeholm Hotvar
Uddeholm Dievar
Uddeholm Unimax
Estas calidades de acero presentan distintascaracterísticas aptas para:• mandriles• portamandriles• vástagos• discos empujadores• camisas• camisas intermedias• mantos• matrices• contramatrices• soportes• bloques de anclaje
contenedores
Uddeholm cuenta con muchos años de experienciaen la fabricación de acero para herramientas detrabajo en caliente para matrices y componentes deutillaje de extrusión. Los requisitos que debecumplir el acero para herramientas dependen de latemperatura de trabajo general, es decir, del metalque se va a extruir, y de la ubicación del componen-te en cuestión con respecto a la palanquilla calientey el perfil extruido resultante. El componente queestá expuesto a la influencia térmica más severa yque está sometido a la mayor tensión es, natural-mente, la matriz. Otros componentes que alcanzantemperaturas altas son la camisa, el disco empuja-dor y, en los casos en los que se utilice, el mandril.
Las gamas de temperatura típicas a las que sesometen estos componentes durante la extrusiónson las siguientes:• Aluminio y sus aleaciones: 400–600°C• Cobre y aleaciones de cobre: 600–1.000°C• Acero: 1.100–1.250°C
Es esencial elegir un acero para herramientasóptimo y un tratamiento térmico adecuado a fin deprolongar la vida útil de matrices de extrusión ycomponentes del utillaje de extrusión que se vensometidos a condiciones térmicas tan severas.
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Propiedades del acero deherramientas para utillaje ymatrices de extrusiónEl perfil de propiedades que debe presentar elacero para herramientas en diversos componentesde una prensa de extrusión es bastante similar. Sinembargo, y debido a la variabilidad del entornotérmico, las propiedades termorresistentes desea-bles del acero para herramientas de trabajo encaliente son mayores o menores en diferentespartes de la prensa. Básicamente, el perfil depropiedades necesario es el siguiente:
• Resistencia adecuada al desgaste a temperaturaselevadas (p. ej., matrices, camisas o mandriles)
• Mayor límite elástico en caliente y dureza encaliente
• Alto grado de resistencia al revenido y resistenciaal ablandamiento a temperaturas elevadas
• Resistencia adecuada a la compresión (p. ej., discosempujadores y vástagos) y a la flexión (p. ej.,matrices y mandriles) a temperaturas elevadas
• Gran resistencia a la fluencia
• Resistencia aceptable al agrietamiento por fatigatérmica
Al final de este folleto se incluye el programa deaceros para herramientas para matrices de extru-sión y componentes de utillaje de extrusión deUddeholm.
Para matrices y componentes de prensas someti-dos a las máximas temperaturas recomendamos lossiguientes productos:
• Uddeholm Orvar 2 Microdized
• Uddeholm Vidar 1
• Uddeholm QRO 90 Supreme
• Uddeholm Hotvar
• Uddeholm Dievar
• Uddeholm Unimax
En general, los aceros Uddeholm Orvar 2 Microdi-zed y Uddeholm Vidar 1 se utilizan en aplicacionesnormales en las que las tensiones y las temperatu-ras son moderadas, p. ej., matrices y otros compo-nentes de utillaje para la producción de perfiles dealuminio estándar.
Para condiciones más extremas se recomiendanlos aceros Uddeholm QRO 90 Supreme, UddeholmHotvar, Uddeholm Dievar y Uddeholm Unimax;estas calidades especiales de acero se caracterizanpor una combinación extrema de tenacidad,ductilidad y resistencia a temperaturas elevadas.
Resistencia al revenidoLa resistencia al revenido se puede evaluar con lacurva de revenido de un acero para herramientastemplado. En esta curva se compara la dureza atemperatura ambiente con la temperatura derevenido durante un tiempo de revenido determi-nado. Otro método de presentación de los datos deresistencia al revenido consiste en determinar ladureza a temperatura ambiente durante un periodode tiempo a una temperatura de revenido determi-nada. Cuanto mejor retenga el acero su dureza amedida que aumenten la temperatura o el tiempo,mejor será su resistencia al revenido.
Resistencia y dureza en calienteA diferencia de la resistencia al revenido, que sedefine en términos de dureza a temperaturaambiente, la resistencia y la dureza en caliente serefieren a las propiedades a temperaturas elevadas.Por lo general, una mayor resistencia al revenido seasocia a una mayor resistencia y dureza en caliente.Se puede decir que una buena resistencia y durezaen caliente son requisitos importantes para mejorarla resistencia al desgaste a temperaturas elevadas.Un alto nivel de resistencia y dureza en calientetambién es importante para alcanzar una resistenciaadecuada al agrietamiento por fatiga térmica.
Resistencia a la compresión ya la flexión a altas temperaturasCuanto mayor sea el nivel de resistencia o durezaen caliente de un acero para herramientas, mayorserá su resistencia a la compresión y a la flexión aaltas temperaturas.
Fig. 1. Pérdida de dureza al cabo de 24 horas a 600°Cdurante la compresión
QRO 90 SUPREME
Pérdida de dureza, HRC15
10
5
SIN
CA
RG
A
CO
N C
RA
GA
SIN
CA
RG
A
CO
N C
AR
GA
ORVAR 2 MICRODIZED
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CALIDADCALIDADCALIDADCALIDADCALIDADUDDEHOLMUDDEHOLMUDDEHOLMUDDEHOLMUDDEHOLM
ORVAR 2 M
VIDAR 1QRO 90 SUP
HOTVAR
DIEVAR
UNIMAX
La resistencia mejorada a la compresión en calientese ilustra en la figura 1, donde se muestra la pérdidade dureza a partir de una dureza inicial dada a lolargo de un periodo de 24 horas para las calidadesde acero Uddeholm Orvar 2 Microdized y Udde-holm QRO 90 Supreme con carga en compresión a600°C. Si comparamos estos valores con la pérdidade dureza en estado sin carga, resulta evidente quela tensión mecánica acelera el ablandamiento delacero. La calidad Uddeholm QRO 90 Supremeconserva el mismo grado de superioridad frente aUddeholm Orvar 2 Microdized independientementede que el acero esté sometido o no a cargas mecá-nicas durante el mantenimiento a altas tempera-turas.
La resistencia a la flexión a altas temperaturas nosólo está determinada por la dureza en caliente,sino también por la tenacidad y ductilidad del acero.
Ductilidad y tenacidadLa ductilidad de un material de utillaje cuantifica sucapacidad de resistir la deformación plástica sinromperse y está determinada en gran medida por lapureza y la homogeneidad del material.
Fig. 2. Comparación cualitativa de las propiedades críticas del acero (a mayor longitud de la barra,mejor aptitud o resistencia).
Fig. 3. Comparación cualitativa de la resistencia a distintos fallos (a mayor longitud de la barra, mejoraptitud o resistencia).
Resistencia a la fluenciaLa fluencia es la deformación lenta y condicionadapor el tiempo de un metal sometido a cargas de unnivel inferior al que suele requerirse para deformarplásticamente el metal a la temperatura en cuestión.Una buena resistencia a la fluencia mejora laresistencia a la fractura a temperaturas elevadas ycargas a largo plazo.
En la figura 2 se ilustra la comparación cualitativade las propiedades críticas del acero. En la figura 3se muestra la resistencia a distintos fallos.
La tenacidad de un material de utillaje es su capaci-dad de resistir las cargas sin romperse en entallasagudas o en otras zonas en las que se generan altastensiones. La tenacidad depende del material delutillaje y de su tratamiento térmico.
Los aceros para herramientas de Uddeholm sefabrican con un grado de pureza muy elevado por loque respecta a la ausencia de inclusiones nometálicas. Esto garantiza un grado de tenacidad ydureza adecuado incluso para las aplicaciones deextrusión más rigurosas, como aquellas en las quelas matrices y otros componentes de utillaje se vensometidos a severas tensiones de flexión a tem-peraturas elevadas.
CALIDADCALIDADCALIDADCALIDADCALIDADUDDEHOLMUDDEHOLMUDDEHOLMUDDEHOLMUDDEHOLM
ORVAR 2 M
VIDAR 1QRO 90 SUP
HOTVAR
DIEVAR
UNIMAX
DESGASTE DEFORMACIÓN GRIETAS FATIGAEN CALIENTE PLÁSTICA PREMATURAS TÉRMICA
RESISTENCIA RESISTENCIAEN CALIENTE A LA FLUENCIA
RESISTENCIA DUREZA RESISTENCIA A DUCTILIDADAL REVENIDO EN CALIENTE LA COMPRESIÓN Y TENACIDAD
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Selección de materialespara matrices y componen-tes de utillaje de extrusiónMatrices de extrusiónLas matrices de extrusión están expuestas a altastemperaturas que no sólo se deben al calenta-miento de la palanquilla, sino también al calor gene-rado por la deformación y fricción. Además, lasmatrices están sometidas a una alta presión y, en lazona de apoyo de la matriz, a fuerzas de fricciónconsiderables. En extrusiones de aluminio, la capade óxido duro que se forma instantáneamente en lasuperficie del metal extruido provoca una abrasiónextensiva de la matriz durante el servicio.
DISEÑO DE LAS MATRICES
El diseño y la fabricación de matrices de extrusiónes un procedimiento altamente especializado para elque se requieren matriceros cualificados. Durante lafase de diseño es preciso prever márgenes de tole-rancia adecuados que tengan en cuenta la contrac-ción, la deformación elástica, la naturaleza de lasección del perfil y la distribución altamente des-igual de la velocidad durante la extrusión de perfilescomplicados (para que el perfil permanezca más omenos recto durante la extrusión).
Durante el diseño y la fabricación deben cumplir-se los siguientes criterios:• tolerancias muy ajustadas para que el perfil
extruido no tenga un peso excesivo por longitudde unidad (rendimiento de material)
• geometría adecuada de la matriz desde el prin-cipio para evitar rectificados costosos
• superficie de apoyo cuidadosamente acabada paraque la superficie del perfil sea aceptable
• diseño adecuado y buena elección del acero parautillaje, el tratamiento térmico, etc. a fin deprolongar al máximo la vida útil de la matriz
• producción racionalizada para que los costes defabricación sean bajos
FACTORES QUE DETERMINANLA VIDA ÚTIL DE LAS MATRICES
Las tensiones a las que está sometida una matriz deextrusión durante su funcionamiento son de origentérmico y mecánico. No obstante, las tensionestérmicas que surgen a raíz de las diferencias detemperatura suelen ser bastante moderadas duran-te la extrusión, ya que los cambios de temperaturasólo se dan con relativa lentitud. De ahí que lasgrietas por fatiga térmica se desarrollen de formamenos gradual durante la extrusión en comparación
con otros procesos de prensado en los que se utili-za acero para trabajo en caliente y en los que losciclos de temperatura son mucho más severos, p. ej.,la fundición inyectada. Por otro lado, el desgaste esmuy pronunciado durante la extrusión, ya que esteproceso implica un contacto deslizante entre elacero para utillaje y el metal extruido. Por lo tanto,la vida útil de las matrices es limitada y depende delos siguientes factores (por orden de importancia):• desgaste• deformación plástica o grietas• indentación• estabilidad del utillaje de apoyo• formación de grietas por fatiga térmica
El segundo punto de la enumeración requiere unaaclaración. La deformación plástica o incluso elagrietamiento de la matriz pueden darse sobre todoal extruir perfiles muy complicados mediante matri-ces con un índice elevado de lengüetas. En este caso,la enorme tensión a la que está sometida la lengua,combinada con la elevada temperatura a escalalocal, puede provocar flexión; en algunas ocasiones,la lengua puede llegar a romperse si la tenacidadtransversal del acero no es adecuada.
Para matrices con altos índices de lengua esimperativo utilizar un acero para herramientas conuna resistencia en caliente apropiada y una tenaci-dad transversal suficiente.
MEJORA DE LA RESISTENCIA AL DESGASTE
El acero para herramientas de trabajo en caliente sepuede someter a nitruración, un tratamiento queendurece la capa superficial mejorando su resisten-cia al desgaste. La nitruración suele llevarse a cabomediante un tratamiento de baño de sales – porejemplo, el Tufftriding – y una matriz de extrusiónconcreta se puede tratar varias veces antes de des-gastarse. La nitruración de las matrices de extrusiónno sólo mejora la resistencia al desgaste, sino quetambién reduce la fricción.
En el contexto de la resistencia al desgaste sonmuy importantes la resistencia al revenido, la resis-tencia en caliente y la dureza en caliente del acero.En la zona de contacto entre la matriz y el metalextruido se desarrolla una cantidad considerable decalor de deformación y de fricción, y se alcanzantemperaturas muy altas. Así pues, se producirá undesgaste apreciable si la temperatura aumenta hastael punto de ablandarse buena parte de la superficiedel acero para herramientas en la zona de apoyo.En las matrices nitruradas, el acero subyacente nopuede dar en estas circunstancias un apoyo adecua-do a la capa nitrurada, que se desgastará con mayorrapidez de la habitual.
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El acero Uddeholm QRO 90 Supreme también serecomienda para matrices menos complicadas parala extrusión de aleaciones de cobre y otros metalesy aleaciones, las cuales se extruden a temperaturasmás altas que el aluminio.
Uddeholm Hotvar es una versión mejorada deUddeholm QRO 90 Supreme y se puede templarhasta 58 HRC, lo que le confiere una muy buenaresistencia al desgaste en caliente.
Uddeholm Dievar es un acero para herramientasde trabajo en caliente idóneo en casos en los quelas grietas prematuras y la fatiga térmica son losmecanismos de fallo predominantes. Además, encombinación con otros mecanismos de fallo, comoel desgaste en caliente y la deformación plástica,Uddeholm Dievar ofrece soluciones potencialespara una mejor oferta de utillaje.
Uddeholm Unimax es una versión actualizadade la calidad Dievar y se puede templar hasta 57–58 HRC, lo que le confiere una buena combinaciónde tenacidad y resistencia al desgaste en caliente.
SELECCIÓN DEL ACERO PARA MATRICES
Las matrices estándar para la extrusión de aluminiose fabrican con Uddeholm Orvar 2 Microdized yUddeholm Vidar 1, se tratan térmicamente hastaalcanzar una dureza de 45–50 HRC y a continuaciónse nitruran/nitrocarburan, normalmente mediantenitruración gaseosa u otro tratamiento similar. Lacapa nitrurada tiene un espesor de hasta 0,1 mm yuna dureza superficial de más de 1.000 HV.
Para la extrusión de aleaciones aeronáuticas dealta resistencia es fundamental que el material de lamatriz presente una tenacidad transversal adecuadadebido a las altísimas presiones necesarias para laextrusión que, de lo contrario, podrían llegar afracturar la matriz.
Para matrices con altos índices de flexión y parala producción de perfiles complicados, el uso deUddeholm QRO 90 Supreme suele dar como resul-tado una vida útil considerablemente mayor que ladel acero W.-Nr. 1.2344 (tipo AISI H13), inclusopara la extrusión de aluminio. Este tipo de matricesse caracteriza por una concentración térmica exce-siva en la zona de apoyo, y la dureza/resistencia encaliente de Uddeholm QRO 90 Supreme da pie, alser superior, a una mayor resistencia al desgaste y ala flexión/rotura. La experiencia práctica demuestraque el acero Uddeholm QRO 90 Supreme se puedeutilizar para índices de proporción longitud-espesorde hasta 6:1, mientras que el acero W.-Nr. 1.2344(tipo AISI H13) está limitado a aprox. 3:1 comomáximo. Además, la superior resistencia al desgastedel acero Uddeholm QRO 90 Supreme hace queéste sea idóneo para matrices de aluminio de largasseries.
VástagosLos vástagos están sometidos a una elevada presióndurante la extrusión, pero su temperatura detrabajo es relativamente baja (no entran en contac-to con el tocho). Los vástagos no deben flexionarseni deformarse en ningún sentido a la temperaturade servicio.
El acero para herramientas UddeholmOrvar 2 Microdized es adecuado para vástagos(46–50 HRC), independientemente del materialextruido.
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Discos empujadoresEl disco empujador separa físicamente el vástago deltocho y, de este modo, desempeña dos funcionesbásicas:• proteger el vástago• evitar el retroceso del metal extruido
Los discos empujadores intercambiables llevanutilizándose muchos años en todo tipo de aplicacio-nes de extrusión.
En algunas prensas de latón, el disco empujador secambia después de cada palanquilla, y se mantiene encirculación una serie de discos.
Para la extrusión de cobre, aleaciones de cobre yacero se utiliza siempre un disco empujadorintercambiable (debido a las altas temperaturas espreciso que el disco empujador se enfríe entre laspalanquillas). Sin embargo, para la extrusión dealuminio se ha generalizado el uso del discoempujador fijo. Éste está formado por dos compo-nentes, un disco empujador (cabeza) y un «perno dedoble rosca» (útil para cambio rápido). El macho vaacoplado a la hembra que, a su vez, está fijada alvástago. Los discos empujadores fijos no se cambianentre las palanquillas.
Los discos empujadores de formato fijo presentanlas siguientes ventajas:• mayor productividad• mayor elasticidad• acabado superficial superior del perfil extruido
Como ambos tipos de discos empujadores se vensometidos simultáneamente a una presión y tem-peratura elevada, el acero de herramientas utilizadopara estos componentes debe presentar las siguien-tes cualidades:• alto nivel de resistencia/dureza en caliente• buena resistencia al revenido• buena resistencia a la deformación plástica por
fluencia
Se recomienda el acero Uddeholm Orvar 2 Microdi-zed, tanto para los discos empujadores intercambia-bles como los fijos, en todas las aplicaciones deextrusión. Los aceros Uddeholm Dievar y Udde-holm QRO 90 Supreme también se pueden utilizarpara discos empujadores.
Una función importante de los discos empujado-res consiste en expandirse más o menos elástica-mente durante la primera parte del ciclo a fin deapretarse contra la camisa y evitar el retroceso delmetal. Es fundamental que no se exceda el límiteelástico del acero durante la fase de expansión yprovoque deformación plástica. Serían necesariasenormes fuerzas para liberar el disco empujadordurante la fase de retorno, con lo que aumentaría el
riesgo de movimiento en la camisa. La curvarelevante de esfuerzos/tensiones es la que se da a latemperatura de trabajo real del disco empujador.De ahí que, cuanto mejor sea el límite elástico encaliente del acero para herramientas, mayor será laprobabilidad de no superar el límite elástico duranteel servicio y menor será el riesgo de deformaciónpermanente del disco empujador. De manera similar,el disco empujador no debe ceder en excesodurante el servicio, es decir, debe presentar unadeformación lenta y permanente lo más pequeñaposible con cargas inferiores al límite elástico.
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MandrilesLos mandriles suelen utilizarse para extruir acero ytubo de cobre.
Los mandriles se ven sometidos a unas condicio-nes de funcionamiento muy severas, por lo que elacero para herramientas utilizado en su fabricacióndebe poseer las siguientes cualidades:• alta resistencia a temperaturas elevadas• buena resistencia al revenido
Es decir, se requiere el mismo perfil de propiedadesque para los discos empujadores. Para mandrilesfinos, la resistencia a la flexión a temperaturaselevadas es un factor decisivo. Así pues, el aceroUddeholm QRO 90 Supreme garantiza una vida útilsuperior para los mandriles en la mayoría de lasaplicaciones. Si se utiliza refrigeración interna, serecomienda el uso del acero Uddeholm Dievardebido a su buena ductilidad y tenacidad.
ContenedoresLos contenedores pueden ser de dos o de trespiezas. Un contenedor de dos piezas consta de unmanto y de una camisa, mientras que un contenedorde tres piezas consta de un manto, una camisaintermedia y una camisa. La función del contenedorconsiste en absorber las tensiones tangenciales e
hidrostáticas derivadas de la fuerza de extrusión.Estas tensiones no deben sobrepasar el límiteelástico en ninguna zona del contenedor, es decir,el rango de tensiones de trabajo es similar al de undisco empujador, con la salvedad de que la camisa yel manto se encuentran a temperaturas distintas y,por tanto, se caracterizan por curvas de esfuerzos/tensiones diferentes.
Si se supera el límite elástico del acero del manto,todo el contenedor se deformará plásticamentehasta el punto de que podría sobrepasarse latolerancia. En situaciones de carga extrema puedeocurrir que llegue a agrietarse el contenedorentero. Por ello, los contenedores sometidos acargas muy elevadas suelen ser de tres piezas.Aunque, evidentemente, esta opción es más costosa,ofrece la ventaja de que los niveles de tensión encada pieza individual se reducen de manera aprecia-ble a una presión de extrusión dada frente a loscontenedores de dos piezas.
MantoPara los mantos de contenedores sometidos apocas tensiones se puede utilizar un acero paraherramientas pretemplado, como por ejemplo elacero Uddeholm Impax Supreme (dureza aprox.:310 HB).
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Fabricación dematrices y utillajeLa mecanizabilidad y las características del trata-miento térmico del acero para herramientas sonparámetros importantes que influyen en la econo-mía de fabricación de las matrices de extrusión y loscomponentes de utillaje de extrusión.
MecanizabilidadLos aceros para herramientas de trabajo en calienteOrvar 2 Microdized, Vidar 1, QRO 90 Supreme yHotvar de Uddeholm se caracterizan por un altogrado de ausencia de imperfecciones por inclusio-nes y una microestructura recocida que consta deuna distribución muy uniforme de pequeños carbu-ros. La dureza en estado recocido es baja (180–210HB). Estas características son coincidentes con unabuena mecanizabilidad en estado recocido. Medianteun control de proceso avanzado se garantiza que lavariación de las características de mecanizabilidadsea mínima entre colada y colada.
La microlimpieza extrema y la composiciónquímica especial de los aceros Uddeholm Dievar yUddeholm Unimax hacen que la mecanibilidad seamenos competitiva que la de los aceros menciona-dos anteriormente.
Nuestros folletos informativos sobre los acerosUddeholm Orvar 2 Microdized, Uddeholm QRO 90Supreme, Uddeholm Hotvar y Uddeholm Dievarincluyen información detallada acerca del mecaniza-do de estos productos. Otros catálogos de Udde-holm que merece la pena consultar en el contextode la fabricación de matrices/utillaje son: «Rectifica-do de acero para utillajes», «Mecanizado por elec-troerosión (EDM) de acero para herramientas» y«Soldadura de acero para utillajes».
Tratamiento térmicoEl acero para herramientas de trabajo en calienteutilizado para utillaje y matrices de extrusión sesuele suministrar en estado recocido. Tras el meca-nizado, la herramienta/matriz debe recibir un trata-miento térmico a fin de que el acero adquiera sucombinación óptima de dureza, tenacidad y resisten-cia térmica. Estas propiedades se controlan median-te la elección adecuada de la temperatura de auste-nización, las condiciones de enfriamiento durante eltemple y el tiempo/temperatura de revenido.
Encontrará más información en los folletos de losproductos y en el folleto específico «Tratamientotérmico del acero para herramientas».
Camisa intermediaLa camisa intermedia, en los casos en los que seutiliza, suele estar fabricada con Uddeholm Orvar 2Microdized, 37–43 HRC.
CamisaEn la extrusión de aluminio, el material que sueleutilizarse para las camisas es el acero de calidadUddeholm Orvar 2 Microdized o Uddeholm Vidar 1templado y revenido hasta 44–48 HRC. Para alea-ciones de aluminio más dificiles se recomienda elacero Uddeholm QRO 90 Supreme.
Utillaje de apoyoLa matriz se apoya sobre una contramatriz que, a suvez, está fijada a una o más piezas de apoyo quesirven para sujetarla: contramatrices, soportes,portamatrices etc. Normalmente no surgen proble-mas con estos componentes durante laextrusión de perfiles simples; sin embargo, conformas más complejas puede resultar difícil dispo-ner un apoyo adecuado para la matriz. Si existealgún riesgo de sobrecarga del utillaje de apoyo,es esencial seleccionar un acero para herramientascon una dureza adecuada para la temperatura detrabajo. En general se utiliza Uddeholm Orvar 2Microdized para las contramatrices y UddeholmAlvar 14 o Uddeholm Alvar para los soportes.Otros componentes de apoyo, como los bloques deanclaje o los cabezales, se pueden fabricar con aceropretemplado Uddeholm Impax Supreme, siempreque la temperatura de servicio sea baja.
Para contenedores sometidos a tensiones muyelevadas es preferible utilizar Uddeholm Orvar 2Microdized con 37–43 HRC. En comparación con elacero pretemplado, enfriado y revenido, el aceroUddeholm Orvar 2 Microdized presenta unaresistencia en caliente y una resistencia al revenidosuperiores. Si se utiliza acero Uddeholm Orvar 2Microdized como material para el manto, práctica-mente no existe ninguna posibilidad de que el mantose ablande durante el servicio hasta el punto de queel contenedor entero pueda sufrir una deformaciónpermanente.
ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM 13
Fabricación de matrices
ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM14
CALIDADUDDEHOLM
ORVAR 2 MICRODIZEDW.-Nr. 1.2344 (AISI H13)
VIDAR 1W.-Nr. 1.2343 (AISI H11)
QRO 90 SUPREME
HOTVAR
DIEVAR
UNIMAX
ALVAR 14 / ALVARW.-Nr. l.2714 / 1.2329
IMPAX SUPREMEW.-Nr. 1.2738 (AISI P20)
Acero aleado al Cr-Mo-V para trabajo en caliente con buena resistencia a altastemperaturas y buena resistencia a la abrasión. Recomendado en la mayoría delos casos para componentes de utillaje y matrices de extrusión de aluminio queentran en contacto directo con el tocho caliente.
Acero aleado al Cr-Mo-V para trabajo en caliente con una buena combinación deresistencia a altas temperaturas, tenacidad y resistencia a la abrasión.
Acero Premium para trabajo en caliente con una muy buena resistencia y durezaen caliente a temperaturas elevadas. Recomendado para matrices y todo tipo deutillaje de extrusión sometido a temperaturas de trabajo altas.
Acero Premium de trabajo en caliente con propiedades muy buenas a tempera-turas elevadas. Se puede templar y revenir hasta 58 HRC, con lo que se logra unaexcelente resistencia al desgaste en caliente. Recomendado para matrices que nose vayan a nitrurar.
Acero Premium aleado al Cr-Mo-V para trabajo en caliente con buena resistenciaa altas temperaturas y excelentes tenacidad y ductilidad en todas direcciones.Recomendado para matrices y componentes de extrusión que deban satisfacerlos requisitos más exigentes en cuanto a tenacidad y ductilidad.
Acero Premium aleado al Cr-Mo-V con buena tenacidad y ductilidad hastadurezas de 58 HRC.
Acero aleado al Cr-Ni-Mo para trabajo en caliente. Recomendado para utillaje deapoyo en extrusión, p. ej., portamatrices y bloques de anclaje.
Acero aleado al Ni-Cr-Mo pretemplado suministrado con aprox. 310 HB, conbuena mecanibilidad. Apto para bloques de anclaje y otros componentes deapoyo, mantos y camisas intermedias a baja temperatura.
Programa de aceros de herramientaspara el sector de la extrusiónDESCRIPCIÓN GENERAL
ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM 15
DUREZA DE AISI ANÁLISIS % SUMINISTRO
(W.-Nr.) C Si Mn Cr Mo V Ni Brinell
ORVAR 2 H13 0.39 1.0 0.4 5.3 1.3 0.9 – Recocido MICRODIZED (1.2344) ~180
VIDAR 1 H11 0.38 1.0 0.4 5.0 1.3 0.4 – Recocido(1.2343) ~180
QRO 90 – 0.38 0.3 0.8 2.6 2.3 0.9 – Recocido SUPREME ~180
HOTVAR – 0.55 1.0 0.8 2.6 2.3 0.9 – Recocido~210
DIEVAR – 0.35 0.2 0.5 5.0 2.3 0.6 – Recocido~160
UNIMAX – 0.50 0.2 0.5 5.0 2.3 0.5 – Recocido<185
ALVAR 14 (1.2714) 0.55 0.3 0.7 1.1 0.5 0.1 1.7 Recocido≤250
ALVAR (1.2329) 0.45 0.7 0.8 1.8 0.3 0.2 0.6 Recocido<250
IMPAX SUPREME P20 0.37 0.3 1.4 2.0 0.2 – 1.0 Pretemplado(1.2738) ~310
COMPOSICIÓN QUÊMICA
CALIDADUDDEHOLM
ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM16
Selección de acero y durezapara diversas aplicaciones de extrusión
COMPONENTE MATERIAL EXTRUIDO
DE UTILLAJE ALUMINIO/MAGNESIO ALEACIONES DE COBRE ACERO
UTILLAJE DE APOYO IMPAX SUPREME IMPAX SUPREME IMPAX SUPREME(a baja temp.) ~310 HB ~310 HB ~310 HB
BLOQUE IMPAX SUPREME IMPAX SUPREME IMPAX SUPREMEDE ANCLAJE ~310 HB ~310 HB ~310 HB
ALVAR 14 / ALVAR ALVAR 14 / ALVAR ALVAR 14 / ALVAR300–400 HB 300–400 HB 300–400 HB
SOPORTE ALVAR 14 / ALVAR ALVAR 14 / ALVAR ALVAR 14 / ALVAR~45 HRC ~45 HRC ~45 HRC
CONTRAMATRIZ ORVAR 2 MICRODIZED QRO 90 SUPREME QRO 90 SUPREME40–44 HRC 40–44 HRC 40–44 HRC
MATRIZ VIDAR 1 QRO 90 SUPREME QRO 90 SUPREMEORVAR 2 MICRODIZED 45–49 HRC 44–46 HRCQRO 90 SUPREME45–50 HRCDIEVAR46–52 HRCHOTVAR54–58 HRCUNIMAX52–58 HRC
MANTO IMPAX SUPREME IMPAX SUPREME IMPAX SUPREMECAMISA ~310 HB ~310 HB ~310 HBINTERMEDIA ORVAR 2 MICRODIZED ORVAR 2 MICRODIZED ORVAR 2 MICRODIZED
37–43 HRC 37–43 HRC 37–43 HRCVIDAR 137–43 HRC
CAMISA ORVAR 2 MICRODIZED QRO 90 SUPREME ORVAR 2 MICRODIZEDQRO 90 SUPREME 44–48 HRC 44–48 HRCVIDAR 144–48 HRCDIEVAR44–50 HRC
DISCO EMPUJADOR QRO 90 SUPREME QRO 90 SUPREME QRO 90 SUPREME44–48 HRC 44–48 HRC 44–48 HRCDIEVAR46–52 HRCORVAR 2 MICRODIZED46–50 HRC
M = MICRODIZED
ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM 17
CAMISACAMISAINTERMEDIA MANTO MATRIZ
VÁSTAGO DISCO EMPUJADOR(hembra, macho y cierre)
COMPONENTE MATERIAL EXTRUIDO
DE UTILLAJE ALUMINIO/MAGNESIO ALEACIONES DE COBRE ACERO
ANCLAJES PARADISCOS IMPAX SUPREMEEMPUJADORES FIJOS ~310 HB
VÁSTAGO ORVAR 2 MICRODIZED ORVAR 2 MICRODIZED ORVAR 2 MICRODIZED46–50 HRC 46–50 HRC 46–50 HRC
MANDRIL ORVAR 2 MICRODIZED QRO 90 SUPREME QRO 90 SUPREME46–50 HRC 45–49 HRC 45–49 HRCQRO 90 SUPREME DIEVAR46–49 HRC 46–52 HRC
M = MICRODIZED
ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM18
ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM 19
Una red mundial de alta calidadUDDEHOLM está presente en los cinco continentes. Por éste motivo,
podrá encontrar nuestro acero para utillajes y un servicio de asistencia local
allí dónde se encuentre. ASSAB es nuestro canal de ventas exclusivo, que
representa a Uddeholm en la zona Asia Pacifico. Juntos hemos afianzado
nuestra posición de liderazgo mundial en el suministro de material para
utillajes.
ACERO PARA EXTRUSIÓN UDDEHOLM20
UD
DEH
OLM
130913.150 / STR
OKIR
K KNA
PPEN, 1309
ASSAB
UDDEHOLM es el primer proveedor mundial de material para utillajes. Hemos logra-
do esta posición con el trabajo diario para nuestros clientes. Gracias a nuestra larga
tradición, en la investigación y en desarrollo de productos, Uddeholm es una compa-
ñía equipada para hacer frente a cualquier problema que se presente relacionado con
el utillaje. Esta labor presenta grandes retos, pero nuestro objetivo es claro: ser su
primer colaborador y suministrador de acero para utillajes.
Estamos presentes en todos los continentes, lo que garantiza un mismo nivel de alta
calidad a todos nuestros usuarios allí donde se encuentren. ASSAB es nuestro canal
de ventas exclusivo, que representa a Uddeholm en la zona Asia Pacifico. Juntos
afianzamos nuestra posición de liderazgo mundial en el suministro de material para
utillajes. Operamos en todo el mundo, por ésta razón siempre tendrá cerca a un
representante de Uddeholm o ASSAB en caso de que necesite asesoramiento o
ayuda. Para nosotros es una cuestión de confianza, tanto en nuestras relaciones a
largo plazo como en el desarrollo de nuevos productos. La confianza es algo que se
gana día a día.
Para más información, por favor visite www.uddeholm.com / www.assab.com o
nuestra página web local.