Acero de Herramienta: Tipos, Grados y Aplicaciones
El acero de herramienta es la familia de aceros especiales diseñados para fabricar herramientas de corte, matrices, moldes y piezas sometidas a desgaste intenso. Sus grados varían desde el O1 de trabajo en frío hasta el H13 para trabajo en caliente, cada uno optimizado para una aplicación específica.
Qué son los Aceros de Herramienta
Los aceros de herramienta (tool steels) son aceros de alta aleación diseñados para aplicaciones donde se requiere alta dureza, resistencia al desgaste y/o resistencia al choque térmico. A diferencia de los aceros estructurales o de construcción, los aceros de herramienta se formulan específicamente para ser templados y usados en condiciones exigentes de fabricación.
Sus características diferenciadas son: alto contenido en carbono (0,5-2,5%), elementos de aleación que mejoran la templabilidad y las propiedades específicas (Cr, W, Mo, V, Co), y tratamientos térmicos muy precisos que determinan sus propiedades finales.
Clasificación AISI
| Serie AISI | Tipo | Grados típicos | Aplicación general |
|---|---|---|---|
| W (Water hardening) | Temple en agua | W1, W2 | Herramientas simples, burilería |
| O (Oil hardening) | Temple en aceite | O1, O2 | Matrices frío, calibres, punzones |
| A (Air hardening) | Temple en aire | A2, A8 | Matrices frío baja distorsión |
| D (High carbon, high Cr) | Alto C y Cr | D2, D3 | Matrices desgaste extremo, cuchillas |
| S (Shock resisting) | Resistencia choque | S1, S7 | Cinceles, herramientas de impacto |
| H (Hot work) | Trabajo en caliente | H11, H13 | Matrices forja, moldes fundición |
| T (Tungsten HSS) | Acero rápido W | T1, T15 | Herramientas de corte HSS |
| M (Molybdenum HSS) | Acero rápido Mo | M2, M35, M42 | Herramientas de corte HSS |
Grados Principales y Sus Usos
D2 — El acero de matrices más usado
Alto cromo (11-13%) y alto carbono (1,5%). Dureza 58-62 HRC. Excelente resistencia al desgaste, baja tenacidad. Para matrices de corte, punzones, cuchillas industriales y calibres de desgaste. El más habitual en talleres de matricería.
H13 — El acero para trabajo en caliente
Alto cromo (5%) y molibdeno (1,3%). Dureza 48-54 HRC. Excelente resistencia al choque térmico y la fatiga térmica. Para matrices de forja en caliente, moldes de fundición a presión de aluminio y zinc, y cavidades de moldes de inyección de alta producción.
M2 — El acero rápido estándar
El HSS (High Speed Steel) de referencia. Tungsteno (6%), molibdeno (5%), vanadio (2%). Dureza 62-65 HRC. Para fresas HSS, brocas, machos de roscar y herramientas de corte que necesitan resistencia al calor en el corte.
O1 — El más fácil de mecanizar
Temple en aceite, menor distorsión que W1. Dureza 57-62 HRC. Para calibres, punzones pequeños y herramientas donde la precisión dimensional después del temple es importante.
Temple y Revenido
| Grado | T° austenización | Medio temple | T° revenido | Dureza final |
|---|---|---|---|---|
| O1 | 790–815°C | Aceite | 175–260°C | 57–62 HRC |
| D2 | 1010–1040°C | Aire | 150–540°C | 58–62 HRC |
| H13 | 1000–1050°C | Aire | 540–650°C | 44–54 HRC |
| M2 | 1200–1230°C | Aceite/aire | 540–595°C | 62–65 HRC |
Mecanizado de Aceros de Herramienta
Los aceros de herramienta se mecanizan en estado recocido (blando, 15-25 HRC) y se templan después del mecanizado. En estado recocido son mecanizables con herramientas de carburo estándar. Después del temple, el mecanizado de acabado se realiza por rectificado o EDM.
Cómo Seleccionar el Grado Correcto
- Máxima resistencia al desgaste, sin impactos: D2, D3.
- Equilibrio desgaste-tenacidad en frío: A2, O1.
- Trabajo en caliente (forja, fundición): H11, H13.
- Herramientas de corte HSS: M2, M35 (con cobalto para más dureza en caliente).
- Piezas con distorsión mínima al temple: A2 (temple en aire, mínima distorsión).
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