Tanto si pertenece al sector aeroespacial como al industria manufacturera, encontrar el acero adecuado para su aplicaciones es imprescindible. Garantiza durabilidad, solidez y resistencia a la corrosión. Dos aceros populares para moldes y matrices trabajados en frío son DC53 y D2. Este artículo le dará una idea de las diferencias entre DC53 vs D2 y cuál elegir. Siga leyendo.
¿Qué es DC53?
DC53 es un acero para herramientas de alta calidad que ofrece una excelente combinación de dureza y tenacidad. Está desarrollado por Daido como un acero para matrices trabajado en frío y ofrece un rendimiento superior a... JIS SKD11.
En general, este acero es una mejora con respecto al acero para herramientas D2 especificado en la norma G4404. Lo verdaderamente impresionante son sus sorprendentes características de mecanizado.
Además, es adecuado como sustrato para PVD tratamientos superficiales y equipo farmacéutico. He aquí un resumen de la composición química del DC53:
Componentes químicos
Elementos | Porcentaje |
Carbono | 0.95% |
Silicona | 1.0% |
Mn | 0.40% |
Cromo | 8.0% |
Molibdeno | 2.0% |
Tasa de expansión térmica
| Rango de temperatura (°C) | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 |
| Coeficiente (×10-⁶ /K) | 10.8 | 11.6 | 12.2 | 12.8 | 13.2 | 13.5 |
Conductividad térmica
| Temperatura (°C) | 25 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
| W/m-K | 17.8 | 19.3 | 20 | 22.5 | 24.3 | 24.5 | 26.3 |
Propiedades elásticas a 25°C
| Módulo de Young | Módulo de rigidez | Relación de Poisson |
| 207 GPa | 79 GPa | 0.31 |
Tratamientos térmicos de DC53
El DC53 suele someterse a tratamientos térmicos como endurecimiento y templado. Estos tratamientos son importantes para conseguir la tenacidad y otras propiedades mecánicas deseadas.
| Tratamiento térmico (°C) | Dureza | |
| Recocido | 830-880°C, Enfriamiento lento | ≤255 HBW (Recocido) |
| Enfriamiento | 1020-1040°C, Refrigeración por aire | ≥62 HRC (templado) |
| Templado | Bajo: 180-200°C Alto: 500-550°C, refrigeración por aire × 2 veces | 57-63 HRC (templado) |
| Estabilización | 400°C × >1 h | |
Analicémoslos en detalle:
Endurecimiento por aire
En endurecimiento por aire, DC53 se precalienta y se mantiene a 800°C a 850°C. Una vez que ha recibido un calor uniforme, se aumenta la temperatura a 1,030 °C.
Se conoce como austenitización o remojo de la herramienta. Luego viene el temple a presión con gas inerte, generalmente nitrógeno.
El material se enfría rápidamente a 2 veces presión atmosférica. Esto convierte el estado austenítico en un estado martensita no templada estado.
Templado
Tras el endurecimiento, el acero se templa para aliviar las tensiones internas. El acero para herramientas DC53 se templa a 400°C.
Esto reduce la posibilidad de que se produzca un retraso en el crecimiento del grano y distorsiones. Para conseguir la máxima tenacidad, se puede templar dos veces a temperaturas que varíen de 200 a 300°C.
¿Qué es D2?
El D2 es un acero para herramientas con alto contenido en carbono y cromo. Está templado al aire y es conocido por su excelente resistencia al desgaste y a la abrasión. Además, es mecanizable en su estado recocido y muestra una distorsión mínima cuando se trata térmicamente. Entre las aplicaciones más comunes del acero para herramientas D2 se incluyen tornillo de inyección, picadores de chatarra y rodillos. He aquí un resumen de su composición química:
Elementos | Porcentaje |
Carbono | 1.40-1.60 |
Silicona | 0.10-0.60 |
Mn | 0.10-0.60 |
Fósforo | 0,030 máx. |
Azufre | 0,030 máx. |
Cromo | 11.0-13.0 |
Molibdeno | 0.70-1.20 |
Vindinium | 0.50-1.10 |
Tratamientos térmicos del acero D2
Acero D2 también se somete a tratamientos térmicos, como el recocido, el alivio de tensiones y el endurecimiento. He aquí un resumen de algunos de ellos:
Recocido
El recocido ablanda el acero para hacerlo más mecanizable. Para el acero D2, calentarlo lentamente hasta 1550°F. Asegúrese de que el calor se distribuye uniformemente por toda la pieza. A continuación, enfríela a unos 40°F por hora en su horno. Después, colóquelo en el aire ambiente para que se enfríe aún más.
Aliviar el estrés
Una vez que el acero D2 se somete a mecanizado, debe centrarse en el alivio de tensiones para eliminar todos los defectos. Esto implica calentar el metal a 1050°-1250°F. Una vez que esté completamente caliente, mantenga la pieza de trabajo allí durante una hora por pulgada de espesor. Luego viene el enfriamiento, que puede hacerse en el horno o en el aire ambiente.
DC53 vs D2: Principales diferencias
Si quieres conocer las principales diferencias entre DC53 y D2, aquí tienes un resumen:
- El acero DC53 es 20% a 40% más mecanizable que el acero D2. Además, incurre en 50% menos desgaste o avería que el D2. Como resultado, se obtienen productos con un increíble acabado superficial.
- Mientras que el DC53 ofrece tenacidad y maquinabilidad, el acero D2 se caracteriza por su dureza, lo que lo hace perfecto para aplicaciones de trabajo en frío.
- La DC53 es buena para fabricar moldes en frío, matrices de conformado, y matrices de plástico. El acero D2 es el preferido para las matrices de punzonado, cuchillas para cortar, y otras herramientas.
| Propiedad | Acero DC53 | Acero D2 |
| Tipo de acero | Acero para herramientas en frío (versión mejorada de SKD11) | Acero para herramientas de trabajo en frío (alto contenido en carbono y cromo) |
| Dureza (HRC) | 62-64 (después del tratamiento térmico) | 60-62 (después del tratamiento térmico) |
| Dureza | Muy alto (superior a D2) | Moderado (propenso a astillarse con los impactos) |
| Resistencia al desgaste | Excelente | Excelente |
| Retención de bordes | Muy buena | Muy buena |
| Resistencia a la compresión | Muy alta | Alta |
| Conductividad térmica (W/m-K) | ~25.5 @ 100°C | ~20.0 @ 200°C |
| Expansión térmica (×10-⁶/K) | 10,8-13,5 (de 20-600°C) | ~10,4-12,3 (rango similar) |
| Calor específico (J/kg-K) | 450-737 (aumenta con la temperatura) | ~460-620 (aproximado) |
| Módulo de elasticidad (GPa) | 207 | 210 |
| Rango de revenido (°C) | 500-550 (recomendado para el endurecimiento secundario) | 150-540 (según la aplicación) |
| Temperatura de enfriamiento (°C) | 1020-1040 (refrigeración por aire) | 980-1040 (refrigeración por aceite/aire) |
| Maquinabilidad | Bueno (mejor que SKD11/D2) | Moderado a regular |
| Triturabilidad | Mejor que D2 | Más difícil de triturar debido al volumen de carburo |
| Tratamiento superficial: | Apto para nitruración, revestimientos PVD, etc. | Apto para PVD, nitruración, pulido |
Acero DC53 vs D2: Aplicación
Acero DC53, con su dureza superior y su resistencia al astillado, es más adecuado para herramientas de precisión de alto impacto y cuchillos resistentes, mientras que Acero D2, conocido por su excelente resistencia al desgaste y dureza, se utiliza ampliamente en cuchillos de uso general y componentes de moldes resistentes al desgaste.
Aplicaciones del acero DC53
El acero DC53 se utiliza ampliamente en fabricación de moldes gracias a su gran tenacidad y excelente resistencia al desgaste. Son especialmente adecuados para moldes para trabajo en frío como sigue:
- Troqueles
Ideal para producir moldes que deben soportar operaciones de corte de alta resistencia sin comprometer el rendimiento. - Matrices de conformado en frío
Adecuado para aplicaciones de conformado en frío de alta precisión en las que es fundamental una excelente calidad superficial. - Matrices de estirado en frío
Se utiliza en los procesos de estirado en frío, ofreciendo una resistencia excepcional al desgaste de las herramientas y prolongando la vida útil. - Rodillo de conformado Matrices de forja
Se aplica en la producción de matrices de forja de rodillos conformadores, donde son esenciales una resistencia al desgaste y una capacidad de tratamiento de superficies superiores. - Troqueles de perforación
Diseñado para la fabricación de matrices de punzonado y componentes de moldes relacionados que requieren alta dureza y excelente resistencia al desgaste.
Aplicaciones del acero D2
El acero D2 se utiliza ampliamente en herramientas de corte, conformado y componentes de máquinas debido a su excelente retención de filo y tenacidad, por lo que es ideal para usuarios que exigen un rendimiento de corte constante.
- Herramientas de corte:
El acero D2 se utiliza ampliamente para fabricar matrices, punzones, cuchillas industriales e insertos de corte debido a su capacidad para soportar impactos y desgaste repetidos. - Herramientas de conformado:
Ideal para matrices de extrusión, matrices de estampación y herramientas de forja que requieren alta resistencia al desgaste y estabilidad dimensional. - Componentes de la máquina:
Se utiliza para piezas como ejes, cojinetes, engranajes y placas de desgaste en maquinaria donde la dureza y la resistencia a la abrasión son críticas.
Conclusión
En los aceros DC53 y D2, la elección de uno u otro depende de las aplicaciones específicas. Se pregunta dónde puede conseguir acero fiable para sus necesidades? Contactar con Jianglin y explore nuestra gama de opciones de acero, duraderas y certificadas.
