1. Requisitos básicos de las distintas matrices de forja sobre las propiedades de los materiales.
Tabla 1 Requisitos básicos de las distintas matrices de forja sobre las propiedades de los materiales
Tipo de matriz de forja | Requisitos de uso |
Matrices de forja en caliente | Dureza, resistencia al impacto, resistencia a la fatiga por calor |
Matriz de forja en caliente | Resistencia a la fatiga por calor |
Matriz de extrusión en caliente | Resistencia al desgaste, dureza térmica, resistencia a la fatiga por calor |
Matriz de forja de alta velocidad | Tenacidad, dureza, resistencia a la fatiga por calor |
Matriz de forja de precisión | Resistencia a altas temperaturas, al revenido, al desgaste y a la fatiga por calor |
Rodillo de laminador en caliente | Resistencia a la fatiga por calor |
Matriz de estampación en frío | Dureza, resistencia al desgaste, resistencia al impacto |
Troquel de estampación | Resistencia, dureza |
Recorte en frío, troquel de punzonado | Dureza, resistencia al desgaste, resistencia al impacto |
2. Comparación de la dureza y el rendimiento de los aceros más utilizados para matrices de forja (véase el cuadro 9-2).
Tabla 2 Comparación del rendimiento de los aceros más utilizados para matrices de forja
Grado | Dureza de uso HRC | Mecanizable | Resistencia al desgaste | Resistencia a los golpes | Resistencia a la deformación por enfriamiento | Profundidad de la capa endurecida | Dureza al calor | Sensibilidad a la descarburación | |
Acero al carbono para herramientas | T7, T8 | 54~60 | Pobre | Pobre | Mejor | Peor | Poco profundo | Pobre | Gran |
T9~T13 | 56~65 | Peor | Peor | Medio | Peor | Poco profundo | Diferencia | Gran | |
Acero aleado para herramientas | Cr12MoV | 55~63 | Mejor | Bien | Pobre | Bien | Profundo | Mejor | Más pequeño |
5CrMnMo | 30~47 | Pobre | Medio | Medio | Medio | Medio | Más pobres | Más grande | |
5CrNiMo | 30~47 | Pobre | Medio | Mejor | Medio | Medio | Peor | Más grande | |
3Cr2W8V | 45~54 | Peor | Mejor | Medio | Mejor | Profundo | Mejor | Más pequeño | |
4Cr5MoSiV | 40~54 | Pobre | Mejor | Medio | Mejor | Profundo | Peor | Medio | |
35Cr3Mo3W2V | 44~54 | Pobre | Mejor | Medio | Mejor | Profundo | Mejor | Medio | |
3Cr3Mo3V | 40~54 | Pobre | Mejor | Medio | Mejor | Profundo | Mejor | Medio | |
4Cr3W4Mo2VTiNb | 48~56 | Peor | Mejor | Medio | Mejor | Profundo | Mejor | Medio | |
5Cr4W5Mo2V | 50~56 | Pobre | Mejor | Pobre | Medio | Profundo | Mejor | Medio |
Nota: La secuencia de rendimiento es Buena > Mejor > Media > Mala > Deficiente.
3. Selección de los materiales del molde
(1) Selección de materiales para moldes de forja en caliente
Hay muchos factores que afectan a la vida útil de las matrices de forja en caliente, como: las condiciones de tensión de la matriz, la temperatura de trabajo, el método de refrigeración, las propiedades del material que se procesa, la cantidad de deformación, la velocidad de deformación y las condiciones de lubricación, etc. Por lo tanto, estos factores deben tenerse muy en cuenta a la hora de seleccionar los materiales.
Las matrices de trabajo en caliente pueden dividirse generalmente en: matrices de forja a martillo, matrices de forja a prensa en caliente, matrices de forja a prensa de husillo, matrices de extrusión, etc. Para seleccionar razonablemente los materiales de las matrices deben tenerse en cuenta el tipo de matriz y las condiciones específicas de trabajo. La selección de materiales para matrices de forja en caliente se muestra en la Tabla 9-3.
Tabla 3 Selección de materiales para matrices de forja en caliente
Tipo de troquel | Tamaño y condiciones de trabajo | Materiales recomendados | |
Matriz de forja | Altura inferior a 275 mm (pequeño) | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV | |
Altura 275~325mm (Mediana) | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV | ||
Altura 325~375mm (Grande) | 5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV | ||
Altura superior a 375 mm (extra grande) | 5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV | ||
Módulo de revestimiento | 5Cr2MnMo | ||
Tipo de inserto | 4Cr5MoSiV1, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 4CrMnMoSiV | ||
Matriz de forja en caliente | Tipo integral | 5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV, 5CrMnMoSiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 5Cr4Mo2W2SiV | |
Tipo de incrustación | Inserte | 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 5Cr4W2Mo2SiV | |
Cuerpo del molde | 5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV | ||
Matriz de forja de prensa de husillo | Tipo integral | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 8Cr3 | |
Estilo de incrustación | Bloque de incrustación | 3Cr2W8V, 4Cr5W2VSi | |
Módulo | Acero 40Cr, 45 | ||
Matriz de extrusión en caliente | Ponche | 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4CrMnMoSiV | |
Muere | 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, carburo cementado, carburo ligado con acero, aleación de alta temperatura | ||
Matriz de extrusión en caliente | W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, etc. | ||
Matriz de forja de alta velocidad | 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr3Mo3 W4VTiNb | ||
Troquel de recorte en caliente | 6CrW2Si, 5CrNiMo, 3Cr2W8V, 4Cr5MoSiV1, 4CrMnSiMoV, 8Cr3, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, aleación dura, etc. |
(2) Selección de materiales para matrices de forja en frío
Existen muchos tipos de moldes de forja en frío, que se utilizan principalmente para completar el recalcado de materiales metálicos o no metálicos, la extrusión y otros procesos de prensado e impresión de polvo. Debido a los diferentes métodos de carga y a la naturaleza y especificaciones de los materiales procesados, las condiciones de trabajo de los distintos moldes difieren enormemente. Por lo tanto, la selección del material debe diferenciarse y basarse en circunstancias específicas. La selección de materiales para matrices de forja en frío se muestra en la Tabla 9-4.
Tabla 4 Selección de los materiales de las matrices de forja en frío
Tipo de troquel | Condiciones de trabajo | Materiales recomendados |
Troquel de cabeza fría | Baja presión | T10A, T12A, 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 7CrSiMnMoV, GW15, 60Si2Mo, etc. |
Media presión | CrWV, Cr5MoV, Cr2Mn2SiWMoV | |
Alta presión | Cr12, Cr12MoV, Cr4W2MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, carburo cementado (YG20, YG20C, etc.) | |
Matriz de extrusión en frío | Ponche | W6Mo5 Cr4V2, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, Cr12MoV, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr12, etc. |
Troquel (con liner) | Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr4W2MoV, etc. | |
Troquel (sin camisa) | 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, etc. | |
Troquel de prensado en frío de polvo | Ponche | Cr6WV, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, GCr15, etc. |
Muere | Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, Cr4W2MoV, 6W6Mo5Cr4V, carburo cementado, etc. | |
Dado rodante | Placa de laminación de roscas | 9SiCr, Cr12MoV |
Laminado de roscas, laminado de engranajes | Cr12MoV, Cr6WV | |
Troquel de dibujo | Metal no ferroso | Cr12, Cr12MoV, CrWMn, Cr2, 9Mn2V, T12A, etc. |
Alambre de acero | Cr12, Cr12MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, W12Mo3Cr4V3N, etc. |