Qué es el acero de herramienta

Como se puede adivinar, el acero para herramientas gana su nombre al ser utilizado principalmente para herramientas. Si a continuación, la imagen de un destornillador de acero, alicates, o una llave inglesa, que estaría en lo cierto-pero los elementos creados del grupo de acero herramienta consisten en mucho más. Dentro de la industria del acero, el acero para herramientas también se refiere a máquinas herramientas, incluidas las que se utilizan para fabricar otros productos metálicos. Para cumplir con los estándares de este uso exigente, el acero para herramientas es conocido por ser extremadamente duro, resistente a la abrasión y la deformación, y su capacidad para sostener un filo. Si bien la composición química del acero es importante, el método de producción debe controlarse cuidadosamente para lograr las cualidades adecuadas esperadas en el acero para herramientas.

Grupos del acero de herramienta

El acero para herramientas se clasifica en seis grupos, todos hechos de acero al carbono aleado con uno o más de estos elementos principales: molibdeno, tungsteno, cromo y vanadio. La mayoría del acero para herramientas se origina a partir de chatarra de acero reciclado, pero no toda la chatarra de acero es adecuada para acero para herramientas. La chatarra de aleación que contiene elementos que resisten la oxidación (como níquel, cobalto o cobre) impedirá el desarrollo de carburos en la estructura del metal, y los carburos son cruciales para crear acero para herramientas. Para garantizar que el metal sea una mezcla óptima, el acero para herramientas generalmente consistirá en 75% de chatarra de molino complementada con chatarra de acero comprada.

El primer paso es la fusión primaria, donde la chatarra se calienta hasta que se funde. Más a menudo esto se hace en un horno de arco eléctrico (eaf) debido a que es un método de producción de menor costo. Sin embargo, es clave evitar la contaminación durante el proceso de fusión para crear el acero de la más alta calidad. Mientras que el eaf se usa ampliamente para acero para herramientas, existe cierto riesgo de contaminación por polvo o rastros de metales resistentes a la oxidación de lotes anteriores. Para el acero de herramienta de la muesca superior, un método alterno conocido como el refinamiento del electroslag (ESR) se utiliza para derretir el acero. En lugar de un horno, la esr utiliza corrientes eléctricas para sobrecalentar y derretir lentamente el metal. Mientras que un proceso más costoso, el ESR producirá un tipo más refinado de acero sin imperfecciones superficiales aparentes.

Después de la fusión y la aleación, el acero se vierte en moldes de lingotes y luego se forja en las formas deseadas. Aquí es donde los seis grupos de acero para herramientas están determinados por su procesamiento:

• Endurecimiento del agua: también conocido como acero de herramienta del w-grupo, la propiedad de definición de este grupo está siendo agua apagada. Templado en agua hace el riesgo de deformación o agrietamiento de acero con su enfriamiento rápido, y los resultados en un metal relativamente quebradizo. Por esta razón, el acero para herramientas endurecido con agua no se considera apropiado para usos industriales de alta temperatura; una vez que la temperatura se acerca a los 300 grados Fahrenheit, hay un ablandamiento notable de las piezas de acero. Los artículos típicos hechos de acero del grupo w incluyen tijeras, herramientas de mano más pequeñas y resortes.

Resistencia a los golpes: el acero para herramientas del grupo S es notable por su dureza y capacidad para soportar impactos repetidos. Esto se logra mediante el uso de acero de bajo carbono durante su producción, ya que un mayor contenido de carbono da como resultado un producto más duro pero más quebradizo. Aleación con silicio, tungsteno y cromo da resistencia al desgaste y resistencia a la tracción adicional. Luego se enfría en aceite, lo que permite un enfriamiento más suave que el agua y ayuda a producir un metal con un alto grado de durabilidad. Los artículos hechos de los aceros de herramienta del grupo del s incluyen el vajilla muere, los martillos del impacto para los pistolas de los clavos, y las cuchillas del esquileo usadas en cortar la placa de acero pesada.

• Alta velocidad: este grupo se utiliza principalmente para herramientas de corte, que requiere un tipo de acero muy duro y resistente a la abrasión. El tungsteno, el cromo y el vanadio permiten que el acero de HS resista temperaturas muy altas, como la fricción por calor creada al cortar otros metales. También logra mantener un borde de corte con el uso repetido, lo que permite velocidades más altas durante el corte sin tener que hacer una pausa para volver a afilar. El acero hs se puede encontrar en varias herramientas de corte, como brocas, hojas de sierra y fresas.

• Trabajo en caliente: los aceros de trabajo en caliente (grupo h) se utilizan para cortar y dar forma a materiales a temperaturas muy altas. Para lograr un acero que pueda soportar la exposición prolongada al calor intenso, los aceros del grupo h están hechos de un acero bajo en carbono con un mayor porcentaje de contenido de aleación. Esto produce un acero de herramienta con una alta cantidad de carburos, dándole buena resistencia total de la dureza y de desgaste. El uso más común para el acero de trabajo en caliente es producir otros artículos metálicos porque puede soportar el calor necesario para forjar y fundir otros metales. Se utiliza en maquinaria como troqueles de presión, extrusión y equipos de forja.

• Trabajo en frío: este tipo de acero para herramientas se reduce aún más en tres grupos conocidos como series a (endurecidas por aire), series o (endurecidas por aceite) y series d (alto contenido de carbono/cromo). Los tres están destinados a ser utilizados para cortar o formar materiales a bajas temperaturas.

• Propósito especial: este grupo incluye aceros para herramientas con elementos de aleación como el níquel, que generalmente resisten la formación de carburos. El tiempo y el esfuerzo adicionales necesarios para producir estos aceros para herramientas los hace demasiado caros para fines generales, por lo que se fabrican para un uso específico. El acero para herramientas de propósito especial se puede encontrar en moldes de plástico, fundición a presión de zinc y taladros.