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Elegir el material adecuado para sus matrices de forja

Última actualización:
8 de mayo de 2024
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Índice

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 forjaRequisitos de uso
Matrices de forja en calienteDureza, resistencia al impacto, resistencia a la fatiga por calor
Matriz de forja en calienteResistencia a la fatiga por calor
Matriz de extrusión en calienteResistencia al desgaste, dureza térmica, resistencia a la fatiga por calor
Matriz de forja de alta velocidadTenacidad, dureza, resistencia a la fatiga por calor
Matriz de forja de precisiónResistencia a altas temperaturas, al revenido, al desgaste y a la fatiga por calor
Rodillo de laminador en calienteResistencia a la fatiga por calor
Matriz de estampación en fríoDureza, resistencia al desgaste, resistencia al impacto
Troquel de estampaciónResistencia, dureza
Recorte en frío, troquel de punzonadoDureza, 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

GradoDureza de uso HRCMecanizableResistencia al desgasteResistencia a los golpesResistencia a la deformación por enfriamientoProfundidad de la capa endurecidaDureza al calorSensibilidad a la descarburación
Acero al carbono para herramientasT7, T854~60PobrePobreMejorPeorPoco profundoPobreGran
T9~T1356~65PeorPeorMedioPeorPoco profundoDiferenciaGran
Acero aleado para herramientasCr12MoV55~63MejorBienPobreBienProfundoMejorMás pequeño
5CrMnMo30~47PobreMedioMedioMedioMedioMás pobresMás grande
5CrNiMo30~47PobreMedioMejorMedioMedioPeorMás grande
3Cr2W8V45~54PeorMejorMedioMejorProfundoMejorMás pequeño
4Cr5MoSiV40~54PobreMejorMedioMejorProfundoPeorMedio
35Cr3Mo3W2V44~54PobreMejorMedioMejorProfundoMejorMedio
3Cr3Mo3V40~54PobreMejorMedioMejorProfundoMejorMedio
4Cr3W4Mo2VTiNb48~56PeorMejorMedioMejorProfundoMejorMedio
5Cr4W5Mo2V50~56PobreMejorPobreMedioProfundoMejorMedio

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 troquelTamaño y condiciones de trabajoMateriales recomendados
Matriz de forjaAltura 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 revestimiento5Cr2MnMo
Tipo de inserto4Cr5MoSiV1, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 4CrMnMoSiV
Matriz de forja en calienteTipo integral5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV, 5CrMnMoSiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 5Cr4Mo2W2SiV
Tipo de incrustaciónInserte4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 5Cr4W2Mo2SiV
Cuerpo del molde5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV
Matriz de forja de prensa de husilloTipo integral5CrMnMo, 5CrNiMo, 8Cr3
Estilo de incrustaciónBloque de incrustación3Cr2W8V, 4Cr5W2VSi
MóduloAcero 40Cr, 45
Matriz de extrusión en calientePonche3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4CrMnMoSiV
Muere3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, carburo cementado, carburo ligado con acero, aleación de alta temperatura
Matriz de extrusión en calienteW18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, etc.
Matriz de forja de alta velocidad4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr3Mo3 W4VTiNb
Troquel de recorte en caliente6CrW2Si, 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 de materiales 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 troquelCondiciones de trabajoMateriales recomendados
Troquel de cabeza fríaBaja presiónT10A, T12A, 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 7CrSiMnMoV, GW15, 60Si2Mo, etc.
Media presiónCrWV, Cr5MoV, Cr2Mn2SiWMoV
Alta presiónCr12, Cr12MoV, Cr4W2MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, carburo cementado (YG20, YG20C, etc.)
Matriz de extrusión en fríoPoncheW6Mo5 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 polvoPoncheCr6WV, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, GCr15, etc.
MuereCr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, Cr4W2MoV, 6W6Mo5Cr4V, carburo cementado, etc.
Dado rodantePlaca de laminación de roscas9SiCr, Cr12MoV
Laminado de roscas, laminado de engranajesCr12MoV, Cr6WV
Troquel de dibujoMetal no ferrosoCr12, Cr12MoV, CrWMn, Cr2, 9Mn2V, T12A, etc.
Alambre de aceroCr12, Cr12MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, W12Mo3Cr4V3N, etc.
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