CASOS DE APLICACIONES DEL ACERO TENAX 300 Y VHSUPER

Transcripción

1 CAPÍTULO 9: CASOS DE APLICACIONES DEL ACERO TENAX 300 Y VHSUPER

2 1.1 Trabajo en Caliente 1- INTRODUCCIÓN Producción de piezas en procesos superiores a 500 ºC. Procesos principales: fundición bajo presión, forjado y extrusión en caliente. Los aceros son sometidos a temperaturas que influyen en sus condiciones de tratamiento térmico. Principales propiedades del Acero Herramienta: Resistencia al Revenido y Tenacidad

3 1.2 Mecanismos de Falla Siempre existirá. Por lo tanto, cómo retardarlo? Depende de la interrelación entre: proyecto, acero, tratamientos térmicos y del proceso empleado. Ejemplo Forjado: Mecanismos de falla comunes para matrices de forjado: 1. Desgaste abrasivo, 2. Fatiga térmica, 3. Fatiga mecánica, 4. deformación plástica.

4 1.2 Análisis de la Aplicación Cuál es el mecanismo típico de falla? Cuáles son las propiedades fundamentales del acero relacionadas con la falla? Cuáles otras alteraciones, además del acero herramienta, pueden contribuir para retardar la falla? ESTE ANÁLISIS ES FUNDAMENTAL. DEBE REALIZARSE CASO POR CASO.

5 2- NUEVOS ACEROS 2.1 Aceros Recientemente Desarrollados TENAX 300 y VHSUPER. Mejora de la Tenacidad Mejora de la Resistencia al Revenido Desarrollados luego de un intenso trabajo de mejora de los procesos de fabricación

6 Energia de impacto sem entalhe NADCA (J) Tempo (h) 2.2 Resumen de las Propiedades de los Nuevos Aceros > 200 J > 250 J > 300 J > 300 J > 360 J Tempo (em h) para diminuição da dureza de 45 para 35 HRC, a 600 ºC AISI H13 VHSUPER VHSUPER IM TENAX 300 TENAX 300 IM 10 0 AISI H13 VHSUPER TENAX 300

7 3- APLICACIONES ANALIZADAS 3.1 Punzón para forjado en tibio caso 1 Datos del proceso Producto: punta de eje. Herramienta: punzón de forjado en tibio de precisión. Material forjado: acero SAE 1045 y 1050 modificados. Temperatura del tarugo: aproximadamente 900 ºC. Refrigeración: elevada, con agua. Velocidad de aplicación de los golpes: elevada. Acero herramienta utilizado anteriormente: AISI H13, con 54 HRC. Acero probado: VHSUPER, con 52 HRC.

8 Dureza (HV) Análisis de la Falla caso Desgaste 700 Dureza núcleo 53 HRC rayadura 400 ~ 42 HRC Distância da Superfície (mm)

9 Dureza (HRC) Dureza (HRc) Aplicabilidad del Acero VHSUPER caso º C VHSUPER H VHSUPER H º C Tempo (h) Temperatura Temperatura de de Revenimento revenido ( C) ( C) RESULTADO DEL CAMBIO DEL ACERO: de H13 para VHSUPER Ganancia de vida útil obtenida con la sustitución: +56% vida útil.

10 3.2 Matrices para forjado en caliente de bielas caso 2 Datos del proceso Producto: biela forjada. Herramienta: matrices de preforma, para forjado en caliente. Material forjado: acero medio tenor de carbono. Temperatura: aproximadamente 1250 ºC. Velocidad de aplicación de los golpes: lenta, típica de forjado en prensa. Acero herramienta utilizado anteriormente: AISI H12 y H13. Acero probado: VHSUPER

11 Análisis del Mecanismo de Falla caso 2 Falla causada principalmente por: - Rayaduras de Fatiga Térmica - Desgaste en Caliente RESULTADO DEL CAMBIO DEL ACERO: de H13 para VHSUPER Ganancia de vida útil obtenida con la sustitución: +50% vida útil.

12 3.3 Matriz para forjado en caliente con geometría compleja caso 3 Datos del proceso Producto: soporte de motor. Herramienta: matriz de forjado en caliente. Material forjado: acero medio tenor de C. Velocidad de aplicación de los golpes: lenta, típica de forjado en prensa. Acero herramienta utilizado anteriormente: AISI H13. Acero probado: Tenax 300

13 Análisis del Mecanismo de Falla caso 3 Falla causada principalmente por: Rayaduras Profundas, de Fatiga Mecánica RESULTADO DEL CAMBIO DEL ACERO: de H13 para TENAX 300 Ganancia de vida útil obtenida con la sustitución: apróx. +40% vida útil.

14 3.4 Matriz Fund. Presión Pieza Dorma caso 4 Datos del proceso Producto: Resorte Hidráulico Aéreo. Herramienta: cavidad y el macho para fundición bajo presión de Al. Geometría con ángulos vivos que facilitan la iniciación de rayaduras. Proceso: fundición bajo presión. Acero herramienta utilizado anteriormente: AISI H13 sin ESR. Acero probado: TENAX 300 IM. Falla causada principalmente por: Rayaduras de fatiga térmica, en regiones con concentradores de tensión RESULTADO DEL CAMBIO DEL ACERO: de VH13IM para TENAX 300 IM Ganancia de vida útil obtenida con la sustitución: Aumento de 270%

15 3.5 Matriz Fund. Presión Caja de Cambio caso 5 Datos del proceso Producto: Caja de cambio. Herramienta: cavidad de una matriz. Proceso: fundición bajo presión de Al. Acero herramienta utilizado anteriormente: AISI H13 ESR Acero probado: TENAX 300 IM. Falla causada principalmente por: Rayaduras de fatiga térmica RESULTADO DEL CAMBIO DEL ACERO: de VH13IM para TENAX 300 IM Ganancia de vida útil obtenida con la sustitución: de tiros para tiros y todavía operando (+ 40%)

16 3.6 Matriz Fund. Presión Empalme de Motor caso 6 Datos del proceso Producto: empalme de motor. Herramienta: cavidad de una matriz de fundición bajo presión de Al. Proceso: fundición bajo presión. Acero herramienta utilizado anteriormente: AISI H13 Acero probado: TENAX 300. Falla causada principalmente por: Rayaduras de fatiga térmica, en regiones con concentradores de tensión RESULTADO DEL CAMBIO DEL ACERO: de VH13IM para TENAX 300 IM Ganancia de vida útil obtenida con la sustitución: de tiros para tiros

17 CONCLUSIONES El análisis de los modos fundamentales de falla de herramientas utilizadas en conformación en caliente, es esencial para la obtención de un rendimiento superior. - En los casos analizados en el presente trabajo, el acero VHSUPER fue evaluado en herramientas cuya falla está asociada a la resistencia en caliente del material. En tales aplicaciones, las ganancias obtenidas con relación al acero AISI H13 fueron de 40 a 56%. - Para aplicación en matrices de forjado con formas complejas, en que la falla es causada por el surgimiento de rayaduras, el acero TENAX 300 se mostró eficaz, promoviendo el aumento de la vida útil entre el 40% y el 270%. - En cavidades de matrices de fundición bajo presión, en que el final de vida está asociado a rayaduras térmicas, el caso analizado mostró un sensible aumento del rendimiento con el uso del acero TENAX 300 ISOMAX