Para obtener un rendimiento óptimo de sus herramientas de precisión, deben estar fabricadas con los materiales adecuados. A continuación, se explica por qué los materiales y los revestimientos de las herramientas son tan importantes, así como algunos tipos entre los que puede elegir.
¿Por qué es importante la selección de materiales y recubrimientos para herramientas de precisión?
Todos los metales tienen propiedades únicas relacionadas con la tenacidad, la resistencia al desgaste, la resistencia a la compresión y más. Si comprende bien esas propiedades, puede usarlas a su favor y crear la herramienta más adecuada para su aplicación.
El material de la herramienta y el recubrimiento adecuados ayudará a que sus herramientas duren más y desempeñarse mejor, lo que a su vez puede ayudarlo a:
- Reducir el tiempo de inactividad de la producción
- Menores costos de herramientas de reemplazo
- Consiga resultados de mayor calidad
3 materiales comunes para herramientas de precisión
Las herramientas de precisión se pueden fabricar con cientos de materiales diferentes. La mayoría de ellos no son "mejores" o "peores" que cualquiera de los demás: la elección correcta depende de lo que requiera su aplicación particular. Como ejemplos, estos son tres de los materiales más comunes con los que trabajamos en Moeller Precision Tool.
1. Acero al carbono para herramientas
El acero al carbono para herramientas es uno de los materiales para herramientas de precisión más populares, principalmente porque es asequible y funciona muy bien para aplicaciones de estampado de baja velocidad. Está compuesto de 0.6 a 1.5 % de carbono y menos de 0.5 % de manganeso y silicio. Puede alcanzar índices de dureza de hasta 65 en el Escala de dureza Rockwell C (HRC).
Aunque el acero al carbono para herramientas funciona muy bien para aplicaciones de estampado de baja velocidad, debe mantenerse así. No es una buena elección de material para operaciones de alta velocidad.
2. Acero para herramientas de alta velocidad (HSS)
El acero para herramientas de alta velocidad es similar al acero para herramientas al carbono, excepto que está modificado para ser más duradero y funcionar mejor en aplicaciones de estampado que el acero para herramientas al carbono estándar simplemente no puede manejar. Se agregan elementos de aleación como tungsteno, cromo y más al acero al carbono para herramientas para aumentar la dureza (hasta HRC 67), la resistencia a la abrasión y la durabilidad.
Debido a los elementos añadidos, la dureza y la durabilidad, el acero para herramientas de alta velocidad suele ser un poco más caro que el acero para herramientas al carbono estándar. Sin embargo, ese costo adicional bien vale la pena si su aplicación lo requiere.
3. Acero de grado PM
Aceros de grado PM (abreviatura de "grado de metal en polvo") son las más versátiles de todas las opciones de materiales enumeradas aquí. Los aceros forjados para herramientas se fabrican mediante metalurgia de lingotes. El acero de grado PM se fabrica mediante procesamiento de metalurgia de partículas. Esto incluye el prensado isostático en caliente (HIP), que comprime los materiales a altas temperaturas y presiones para forjarlos. El resultado final es una microestructura mejorada que ofrece una increíble resistencia al desgaste y tenacidad (o ambas), así como una mejor vida útil de la herramienta.
Aunque los aceros de grado PM son más caros en la parte delantera, vale la pena la inversión si necesita su resistencia y versatilidad.
M2 frente a PM-M4
Como ejemplo de la resistencia de los materiales de grado PM frente a los estándar, echemos un vistazo rápido a las diferencias entre M2 (el material probado y verdadero para aplicaciones de punzonado estándar) y PM4 (su alternativa más fuerte).
- M2 es un acero para herramientas de alta velocidad hecho de una mezcla de tungsteno y molibdeno. Tiene buena resistencia a la abrasión y puede soportar altas temperaturas sin ablandarse.
- PM-M4 es un acero para herramientas de alta velocidad de uso especial con alto contenido de vanadio. Es la elección correcta si necesita mayores niveles de durabilidad, dureza, resistencia al desgaste y resistencia al impacto.
Puede obtener más información sobre el material M2 en nuestro Pulgadas y Métricos catálogos, y puede obtener más información sobre el material PM-M4 en nuestro Estampado avanzado catalogar.
4 recubrimientos comunes para herramientas de precisión
A menudo, el material adecuado para la herramienta es solo un aspecto de la mejora de la vida útil de la herramienta. Si desea obtener la mayor longevidad y rendimiento de sus herramientas, es posible que desee aplicar un revestimiento de mejora del rendimiento. Si bien hay muchos buenos tratamientos de superficie para elegir, los recubrimientos de deposición física de vapor (PVD) suelen ser los más adecuados para componentes de punzonado de ajuste a presión y deslizamiento de precisión.
A continuación se muestran cuatro ejemplos de recubrimientos de herramientas PVD comunes.
1. Carbonitruro de titanio
El carbonitruro de titanio (TiCN) se está volviendo increíblemente popular debido a su amplia gama de aplicaciones de estampado. Es ideal para perforar y formar acero al carbono, acero inoxidable, níquel y cobre.
- Espesor: 2-4 μ
- Dureza: 3,000 HV
- Coeficiente de fricción: ~0.6
- Temperatura máxima de servicio: 400°C o 752°F
Estas características le dan al TiCN una gran resistencia al desgaste, excelente tenacidad en condiciones de alta presión y gran lubricidad.
2. Nitruro de titanio y aluminio
El nitruro de titanio y aluminio (TiAlN) ofrece una mejor resistencia al desgaste y al calor. Sus especificaciones son las siguientes:
- Espesor: 3-6 μ
- Dureza: 3,400 HV
- Coeficiente de fricción: 0.3-0.35
- Temperatura máxima de servicio: 900°C o 1652°F
Debido a estas características, TiAlN tiene una increíble resistencia al desgaste en los filos de corte y es ideal para aplicaciones de alta temperatura y componentes sometidos a mucha tensión. También se puede utilizar con una lubricación mínima.
3. Nitruro de cromo
El nitruro de cromo (CRN) es la mejor opción de recubrimiento para herramientas cuando se prefiere el cromo duro, pero se necesita algo un poco más duro y con una mejor adherencia del recubrimiento. Tiene estas características:
- Espesor: 2-5 μ
- Dureza: 2,000 HV
- Coeficiente de fricción: ~0.5
- Temperatura máxima de servicio: 700°C o 1,292°F
Como un sustituto superior al cromo duro, CRN es una excelente opción para formar aceros y cobre de baja resistencia. También es resistente a la corrosión y a los productos químicos agresivos.
4. Carbono tipo diamante
El carbono tipo diamante (DLC) es su recubrimiento de herramientas ideal para aplicaciones que incurren en el desgaste y excoriación más extremos. Se usa comúnmente para aplicaciones de aluminio y tiene las siguientes especificaciones:
- Espesor: 1-3 μ
- Dureza: 2,500 HV
- Coeficiente de fricción: 0.1-0.2
- Temperatura máxima de servicio: 300°C o 572°F
Como se mencionó anteriormente, el DLC es excelente para perforar y formar aluminio, ya que su resistencia al desgaste abrasivo y la excoriación es inigualable. También tiene un increíble coeficiente de fricción.
Materiales y recubrimientos para herramientas de precisión de alto rendimiento en Moeller Precision Tool
En Moeller Precision Tool, ofrecemos una amplia variedad de materiales y recubrimientos para herramientas. Incluso si necesita uno que no tenemos en la lista, podemos llevarlo a nuestro socio de recubrimiento, Örlikon Balzers, eso te puede ayudar.
Para enumerar algunos, ofrecemos todos los materiales y recubrimientos enumerados anteriormente, además de otros recubrimientos como:
- carbonitruro de titanio
- A base de nitruro de cromo y aluminio
- Recubrimientos Oerlikon Balzers
- Recubrimientos DLC
Vea nuestra lista completa de recubrimientos en nuestro Catálogo de revestimientos para mejorar el rendimiento, o consulte nuestra Tabla de selección de recubrimientos para mejorar el rendimiento a continuación.
Para materiales y recubrimientos de herramientas de precisión de alta calidad, elija Moeller.
Si necesita ayuda para encontrar el material de herramienta o recubrimiento adecuado para su aplicación, comuníquese con Moeller Precision Tool. Nuestros ingenieros estarán felices de guiarlo en la dirección correcta o referirlo a uno de nuestros socios de la industria que se especializa en la selección de materiales y recubrimientos.