Conocimientos básicos en procesamiento de moldes.

Determinantes críticos para la selección del material del molde

La elección del material del molde depende de factores decisivos:

1. Proceso de formación

El método de producción dicta la elección entre dos tipos fundamentales de acero para herramientas:

A) Acero para herramientas para trabajos en caliente, que resiste las temperaturas relativamente altas involucradas en la fundición a presión, la forja y la extrusión.

B) Acero para herramientas para trabajo en frío, utilizado para corte, cizallado, conformado en frío, extrusión en frío, forjado en frío y compactación de polvo.

2. Material plástico

Algunos plásticos, como el PVC (cloruro de polivinilo), pueden generar subproductos corrosivos durante el procesamiento. La corrosión también puede ser inducida por condensación durante tiempos de inactividad prolongados, exposición a gases corrosivos, ácidos, ciclos térmicos (enfriamiento/calentamiento), agua o condiciones de almacenamiento. En estos escenarios, se recomienda el uso de acero inoxidable o grados resistentes a la corrosión.

3. Tamaño del molde

Los aceros preendurecidos se utilizan normalmente para moldes grandes debido a su estabilidad y riesgo reducido de distorsión durante el tratamiento térmico. A menudo se prefieren los aceros de temple total para moldes más pequeños.

4. Vida de producción (número de ciclos)

Moldes de larga duración (> 1.000.000 de ciclos): requieren aceros de alta dureza, normalmente en el rango de 48 a 65 HRC.

Moldes de tirada media (100.000 a 1.000.000 de ciclos): comúnmente se utilizan aceros preendurecidos, con una dureza de 30 a 45 HRC.

Moldes de tiradas cortas (<100.000 ciclos): pueden utilizar aceros más blandos, con una dureza en el rango de 160 a 250 HB.

5. Requisitos de acabado superficial

Un excelente acabado superficial es una prioridad para muchos moldeadores de plástico. Es importante señalar que la adición de azufre para mejorar la maquinabilidad a menudo degrada la calidad superficial alcanzable. Además, los aceros con alto contenido de azufre tienden a tener una tenacidad reducida (mayor fragilidad).

Factores primarios que afectan la maquinabilidad del material

Varios factores clave determinan la maquinabilidad de un material, siendo los siguientes los más críticos:

1. Composición química

La composición química del acero es fundamental. Generalmente, un mayor contenido de aleación se correlaciona con una peor maquinabilidad. Un aumento en el contenido de carbono también reduce la maquinabilidad.

2. Microestructura e Historia del Procesamiento

La microestructura del acero, que es un resultado directo de su historial de procesamiento (por ejemplo, forjado, fundido, extruido, laminado, mecanizado), es crucial. Las piezas forjadas y fundidas a menudo poseen una superficie o escamas difíciles de mecanizar.

3. Dureza del material

La dureza es un factor primordial. La regla general es: cuanto más duro es el acero, más difícil es mecanizarlo. La selección de herramientas depende directamente de la dureza de la pieza de trabajo:

Acero de alta velocidad (HSS): Adecuado para materiales de hasta 330-400 HB.

HSS recubierto de TiN: Puede mecanizar materiales hasta 45 HRC.

Carburo, cerámica, cermet o nitruro de boro cúbico (CBN): necesario para materiales duros en el rango de 65-70 HRC.

4. Inclusiones no metálicas

Las inclusiones no metálicas suelen tener un efecto perjudicial sobre la vida útil de la herramienta. Por ejemplo, Al₂O₃ (alúmina) es una cerámica pura con propiedades altamente abrasivas, que acelera el desgaste de las herramientas.

5. Tensiones residuales

Las tensiones residuales dentro del material pueden provocar importantes desafíos de mecanizado, como la distorsión. A menudo se recomienda realizar una operación de alivio de tensión después del mecanizado de desbaste para mitigar estos problemas.

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