A CERO DE ALTO RENDIMIENTO (HPS) THG 2000 Acero especial de alta resistencia y prestaciones con buenas propiedades de mecanizado Wherever tools are made Wherever tools are used
Información general THG 2000 es un acero aleado al cromo-molibdeno -vanadio desarrollado especialmente para aplicaciones como por ejemplo, elementos de sujeción para herramientas de corte. Sus características principales son : Buena resistencia a la abrasión tanto a bajas como a altas temperaturas Buena tenacidad y ductilidad Buena resistencia a altas temperaturas y a la fatiga térmica Buenas características de temple y aptitud para temple al aire Muy poca distorsión durante el proceso de temple Comparado con un acero normal para utillajes, la aptitud de mecanizado de THG 2000 es mejor, lo cual facilita las operaciones de taladrado, y mandrinado de pequeños agujeros. Es particularmente adecuado para el temple por inducción, y puede también aportarse recubrimiento PVD sin verse reducida la dureza del utillaje. Análisis C Si Mn Cr Mo V típico % 0,39 0,5 0,4 5,3 1,3 0,9 Estado de suministro Recocido blando a aprox. 185 HB Código de color Amarillo/Violeta Aplicaciones THG 2000 es un acero especial de alta resistencia, destinado a aplicaciones con altos requisitos en las propiedades mecánicas del material, al tiempo que se requiere también buena mecanibilidad. Algunos ejemplos de aplicaciones son: Elementos de fijación para brocas, fresas, escariadores, plaquetas, etc Mandrines para fresar y utillajes de ajuste Ejes de dirección y piezas de transmisiones para vehículos a motor sometidas a grandes tensiones Rodillos en maquinas continuas de fundición Cierres / abrazaderas / mordazas Rodillos de transporte para desplazar piezas calientes Propiedades PROPIEDADES FÍSICAS Templado y revenido a 45 HRC. Datos obtenidos a temperatura ambiente y a altas temperaturas. Temperatura 20 C 400 C 600 C Densidad kg/m 3 7800 7700 7600 Módulo de elasticidad, N/mm 2 210 000 180 000 140 000 Coeficiente de expansión térmica por C a partir de 20 C 12,6 x 10-6 13,2 x 10-6 Coeficiente de conductividad térmica W/m C 29 30 PROPIEDADES MECÁNICAS Resistencia a la tensión aproximada a temperatura ambiente. Dureza 52 HRC 45 HRC Resistencia a la tensión, Rm N/mm 2 1820 1420 kp/mm 2 185 145 Límite de Elasticidad, Rp0,2 N/mm 2 1520 1280 kp/mm 2 155 130 Efecto del tiempo de temple sobre la dureza a temperaturas elevadas Dureza, HRC 50 45 40 35 30 25 500 C 550 C 600 C 650 C 20 1 10 100 1000 Tiempo, horas 2
Resistencia a temperaturas elevadas Sentido longitudinal Rm, Rp0,2 MPa (N/mm 2 ) 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Rp0,2 100 200 300 400 500 600 700 C Temperatura de prueba Z A5 Rm A5, Z % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Tratamiento térmico RECOCIDO BLANDO Proteger el acero contra la decarburación y calentar en toda su masa hasta alcanzar los a 850 C. Permitir un enfriamiento en el horno a 10 C por hora hasta alcanzar los 650 C, después libremente al aire. LIBERACIÓN DE TENSIONES ESTABILIZADO Una vez realizado el mecanizado de desbaste se recomienda realizar una liberación de tensiones, luego la pieza deberá calentarse en toda su masa hasta alcanzar los 650 C, manteniendose ésta durante 2 horas. Enfriar lentamente hasta alcanzar los 500 C, luego libremente al aire. TEMPLE Temperatura de precalentamiento: 600 850 C Temperatura de austenización: 900 1030 C, normalmente 1020 C MEDIOS DE ENFRIAMIENTO Aire o atmosfera circulante Vacío (con suficiente presión positiva). Baño de martemple, o lecho fluidizado a 180 220 C, o a 450 550 C, seguido por enfría miento al aire Aceite caliente, a unos 60 70 C Nota: Revenir la pieza tan pronto su temperatura alcance los 50 70 C. REVENIDO Seleccionar la temperatura de revenido de acuerdo con la dureza solicitada empleando como guía el gráfico de revenido que se muestra a continuación. Revenir dos veces con un enfriamiento intermedio a temperatura ambiente. La temperatura mínima de revenido es de 180 C. El tiempo mínimo de mantenimiento a temperatura deberá ser al menos de 2 horas. Gráfico de revenido Dureza, HRC 55 50 45 40 35 30 25 960 C 900 C 1020 C 980 C 250 300 350 400 450 500 550 600 650 C Temperatura de revenido Normalmente no es recomendable revenir entre 425 525 C, puesto que las propiedades de tenacidad se ven degradadas entre éstos niveles de temperatura. Tiempo de Temperatura inmersión* Dureza antes C Minutos de revenido 900 45 44 ±3 HRC 920 45 46 ±3 HRC 940 45 47 ±3 HRC 960 45 48 ±3 HRC 980 45 50 ±3 HRC 1000 45 52 ±3 HRC 1020 30 53 ±3 HRC * Tiempo de inmersión = tiempo a una temperatura específica una vez el utillaje ha sido calentado en toda sumasa. Proteger la pieza contra la decarburación durante el temple Porta brocas realizados con THG 2000 3
CAMBIOS DIMENSIONALES DURANTE EL TEMPLE Tamaño de la probeta 100 x 100 x 25 mm Ancho Largo Espesor % % % Templado al aceite min. 0,08 0,06 0,00 a partir de 1020 C max. 0,15 0,16 +0,30 Templado al aire min. 0,02 0,05 a partir de 1020 C max. +0,03 +0,02 +0,05 Templado al vacío min. +0,01 0,02 +0,08 a partir de 1020 C max. +0,02 0,04 +0,12 CAMBIOS DIMENSIONALES DURANTE EL REVENIDO Cambios dimensionales % +0,12 +0,08 +0,04 0 0,04 0,08 0,12 100 200 300 400 500 600 700 C Temperatura de revenido (1h + 1h) Nota: Los cambios dimensionales que ocurren durante el temple y revenido son acumulativos. CEMENTACIÓN La cementación aumenta la dureza en la superficie y la resistencia al desgaste del acero, incrementa su resistencia a la flexión y torsión y mejora la resistencia a la fatiga. THG 2000 puede templarse de la manera siguiente: Temperatura de carburación: 900 C Temperatura de austenización: 980 C Enfriamiento: en aire o aceite Revenido: 250 C, dos veces, o 525 C, dos veces. Dureza de la superficie: 58 ±3 HRC NITRURACIÓN La nitruración produce una capa dura en la superficie que es muy resistente al desgaste y a la erosión. De todas formas, la capa nitrurada es frágil y puede agrietarse o descantillarse si es expuesta a choques mecánicos o térmicos, con el riesgo de verse incrementados con el espesor de la capa. Antes de aplicar la nitruración, la pieza debe ser templada y revenida a una temperatura mínima de 50 C por encima de la temperatura de nitruración. La nitruración en gas amoníaco a 510 C o por plasma a 480 C en un 25 % de nitrógeno 75 % de mezcla de hidrógeno, resultan en una dureza aproximada de 1100 HV 0,2, En general el método preferible es la nitruración por plasma puesto que se tiene un mejor control sobre el potencial de nitrógeno. En particular evita la formación de la «capa blanca», si bien una nitruración gaseosa realizada de forma apropiada puede aportar resultados perfectamente aceptables. THG 2000 puede también nitrocarburarse en gas o en baño de sales, para producir una dureza en la superficie de 900 1000 HV 0,2. PROFUNDIDAD DE NITRURADO Proceso Tiempo, horas, mm Nitruración gaseosa 10 0,12 a 510 C 30 0,20 Nitruración por 10 0,12 plasma a 480 C 30 0,18 Nitrocarburación en gas a 580 C 2,5 0,11 en baño de sales a 580 C 1 0,06 Nitruración a profundidades superiores a 0,3 mm, no se recomienda para componentes destinados a aplicaciones donde se utilicen altas temperaturas. THG 2000 puede también nitrurarse en condición de recocido blando, si bien su dureza y profundidad de nitruración puede verse algo reducida. aproximada Tiempo de la capa cementada 2 horas ~0,35 mm 4 horas ~0,65 mm 16 horas ~1,30 mm Utilizar un material de carburación poco agresivo. THG 2000 es un material adecuado para distintos tipos de soportes para fresas. 4
Recomendaciones de mecanizado Los parámetros de corte de los cuales informamos a continuación para THG 2000 deberán considerarse como valores guía, que deberán adaptarse a las condiciones locales existentes. Para información más detallada consultar el catalogo de Uddeholm «Recomendaciones de mecanizado». Condición recocido blando: TORNEADO Torneado con metal duro Fresado con herramientas de metal duro Parámetros Fresado de Fresado de de corte desbaste acabado m/min 200 260 260 300 mm/diente 0,2 0,4 0,1 0,2 mm 2 5 2 herramienta P20 P40 P10 P20 Torneado con acero rápido Parámetros Torneado Torneado Torneado de corte de desbaste fino fino m/min 210 260 260 310 30 35 mm/r 0,2 0,4 0,05 0,2 0,05 0,3 mm 2 4 0,5 2 0,5 3 herramienta P10 P15 P10 FRESADO ó cementado Fresado frontal y axial ó cementado Fresado de acabado Tipo de fresa Parámetros Metal duro parameter Metal duro Insertado Acero rápido m/min 150 200 160 210 40 45 1) mm/diente 0,03 0,20 2) 0,08 0,20 2) 0,05 0,35 2) herramienta «Micrograin» P20 P30 1 ) Para fresas de acero rápido con recubrimiento v c = 50 60 m/min. 2) Dependiendo de la profundidad radial y diámetro de corte. TALADRADO Taladrado con brocas helicoidales de acero rápido Diámetro de la de Avance(f) broca Ø, mm corte (v c ), m/min mm/r 5 25 30 0,08 0,20 5 10 25 30 0,20 0,30 10 15 25 30 0,30 0,35 15 20 25 30 0,35 0,40 * Para brocas de acero rápido con recubrimiento v c = 35 m/min. Taladrado con brocas de metal duro Tipo de broca Parámetros Metal duro Metal duro Broca con de corte insertado solido refrigeración ) m/min 220 240 130 160 80 110 mm/r 0,06 0,15 2) 0,08 0,30 2) 0,15 0,25 2) 1) Broca con canales de refrigeración interna. 2) Dependiendo del diámetro de la broca. 5
Recomendaciones de mecanizado para THG 2000, templado y revenido a 45 HRC: TORNEADO Torneado con herramientas de metal duro Parametros Torneado de Torneado de de corte desbaste acabado m/min 60 80 80 100 mm/r 0,2 0,4 0,05 0,2 mm 2 4 0,5 2 herramienta P10 P15 P10, cementado ó mixto cerámica FRESADO Fresado frontal y axial Fresado con herramientas de metal duro Parametros Fresado de Fresado de de corte desbaste acabado m/min 40 50 50 70 mm/diente 0,15 0,25 0,10 0,20 mm 2 4 2 herramienta P20 P40 P10 P20 sin revestimiento ó cementado Fresado de acabado Tipo de fresa Parámetros Metal duro de corte Metal duro insertado Acero rápido m/min 80 100 80 100 8 10 mm/diente 0,03 0,15 1) 0,08 0,15 1) 0,05 0,20 1) herramienta «Micrograin» P15 P30 Fresa de HSS carburo carburo con recubri miento TiCN 1) Dependiendo de la profundidad radial y diámetro de corte. TALADRADO Taladrado con brocas de acero rápido con recubrimiento TiCN Diámetro de la de broca Ø, mm corte (v c ), m/min mm/r 5 10 15 0,03 0,15 5 10 10 15 0,15 0,20 10 15 10 15 0,20 0,25 15 20 10 15 0,25 0,30 Taladrado con brocas de metal duro Tipo de broca Broca con Parámetros Metal duro Metal duro refrigerade corte insertado solido cion 1) m/min 90 110 80 100 50 60 mm/r 0,05 0,10 2) 0,05 0,15 2) 0,10 0,15 2) 1) Broca con canales de refrigeración interna. 2) Dependiendo del diámetro de la broca. RECTIFICADO A continuación ofrecemos unas recomendaciones generales de rectificado. Pueden obtener más información en la publicación de Uddeholm «Rectificado de Acero para Utillajes». Recomendaciones del tipo de muela Estado de Condición Tipo de rectificado recocido blando templada Rectificado frontal muela plana A 46 HV A 46 GV Rectificado frontal por segmentos A 24 GV A 36 GV Rectificado cilíndrico A 46 LV A 60 JV Rectificado interno A 46 JV A 60 IV Rectificado de perfil A 100 LV A 120 JV 6 Pieza de transmisión realizada con THG 2000 templada a 45 HRC.
Soldadura Puede realizarse soldadura en THG 2000, con buenos resultados, siempre y cuando se tomen las precauciones adecuadas en cuanto a elevada temperatura, preparación de la junta, la selección del material de aportación, y proceso de soldadura. Método de soldadura TIG MMA Temperatura de trabajo 325 375 C 325 375 C Material de aportación QRO 90 TIG-WELD QRO 90 WELD Dureza después de soldadura 48 51 HRC 48 51 HRC Tratamiento térmico después de realizar la soldadura: Condición Revenir a 20 C por por debajo de la templada temperatura original de revenido. Estado recocido blando Recocer el material a 850 C en atmósfera protegida. Enfriar luego en el horno a 10 C por hora hasta alcanzar los 650 C, luego libremente al aire. Para obtener información más detallada consulte el catálogo de Uddeholm «Soldadura de acero para utillajes». Recubrimiento de cromo-duro Después del recubrimiento las piezas deberán ser revenidas a 180 C durante 4 horas para evitar el riesgo de fragilidad por hidrógeno. EDM Mecanizado por electroerosión Si se utiliza el mecanizado por electroerosión, en condición de templado y revenido, la capa blanca deberá eliminarse por completo de forma mecánica, mediante rectificado o chorreado. Después del mecanizado de acabado deberá entonces realizarse un revenido adicional al utillaje, aproximadamente a unos 25 C por debajo de la temperatura previa de revenido. Información adicional Rogamos contacte con su oficina local de Uddeholm para información más detallada sobre selección, tratamiento térmico, aplicación y disponibilidad de los aceros de Uddeholm. Los datos en este impreso están basados en nuestros conocimientos actuales, y tienen por objeto dar una información general sobre nuestros productos y sus campos de aplicación. Por lo que no se debe considerar que sean una garantía de que los productos descritos tienen ciertas características o que sirven para objetivos especiales. La combinación de buena resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgaste y buenas propiedades de mecanizado, hacen que THG 2000 sea el material idóneo para rodillos continuos en máquinas de fundición. Soporte para fresa de acabado realizado en THG 2000 7