El acero para herramientas se refiere a una variedad de aceros al carbono y aceros aleados que son particularmente adecuados para convertirse en herramientas . Su idoneidad proviene de su distintiva dureza , resistencia a la abrasión y deformación, y su capacidad para sostener un filo a temperaturas elevadas. Como resultado, los aceros para herramientas son adecuados para su uso en la conformación de otros materiales. Con un contenido de carbono entre 0,5% y 1,5%, los aceros para herramientas se fabrican en condiciones cuidadosamente controladas para producir la calidad requerida. La presencia de carburosen su matriz juega el papel dominante en las cualidades del acero para herramientas. Los cuatro principales elementos de aleación que forman carburos en el acero para herramientas son: tungsteno , cromo , vanadio y molibdeno . La velocidad de disolución de los diferentes carburos en la forma austenítica del hierro determina el rendimiento del acero a altas temperaturas (cuanto más lento, mejor, lo que lo convierte en un acero resistente al calor). El tratamiento térmico adecuado de estos aceros es importante para un rendimiento adecuado. [1] El contenido de manganeso a menudo se mantiene bajo para minimizar la posibilidad de agrietamiento durante el enfriamiento con agua .
Hay seis grupos de aceros para herramientas: endurecimiento por agua, trabajo en frío, resistente a los golpes, alta velocidad, trabajo en caliente y para fines especiales. La elección del grupo a seleccionar depende del costo, la temperatura de trabajo, la dureza de la superficie requerida, la resistencia, la resistencia a los golpes y los requisitos de tenacidad. [2] Cuanto más severa sea la condición de servicio (temperatura más alta, abrasividad, corrosividad, carga), mayor será el contenido de aleación y la consecuente cantidad de carburos requeridos para el acero para herramientas.
Los aceros para herramientas se utilizan para cortar, prensar, extrudir y acuñar metales y otros materiales. Su uso en herramientas es fundamental; Los moldes de inyección, por ejemplo, requieren aceros para herramientas por su resistencia a la abrasión, un criterio importante para la durabilidad del molde que permite cientos de miles de operaciones de moldeo durante su vida útil.
Los grados AISI - SAE de acero para herramientas es la escala más común utilizada para identificar varios grados de acero para herramientas. Las aleaciones individuales dentro de un grado reciben un número; por ejemplo: A2, O1, etc.
El acero para herramientas del grupo W recibe su nombre de su propiedad definitoria de tener que ser templado con agua. El acero de grado W es esencialmente acero con alto contenido de carbono . Este grupo de acero para herramientas es el acero para herramientas más utilizado debido a su bajo costo en comparación con otros. Funcionan bien para piezas y aplicaciones donde no se encuentran altas temperaturas; por encima de 150 ° C (302 ° F) comienza a ablandarse a un grado notable. Su templabilidad es baja, por lo que los aceros para herramientas del grupo W deben someterse a un temple rápido, requiriendo el uso de agua. Estos aceros pueden alcanzar una dureza elevada (superior a HRC66) y son bastante frágiles en comparación con otros aceros para herramientas. Los aceros W todavía se venden, especialmente para resortes, pero se usan mucho menos que en el siglo XIX y principios del XX. Esto se debe en parte a que los aceros W se deforman y agrietan mucho más durante el temple que los aceros templados al aceite o al aire.
La tenacidad de los aceros para herramientas del grupo W aumenta mediante la aleación con manganeso, silicio y molibdeno. Se utiliza hasta un 0,20% de vanadio para retener el tamaño de los granos finos durante el tratamiento térmico.