Diseño de un proceso de tratamiento térmico para el mejoramiento de las propiedades mecánicas de una herramienta de acero de conformado en frío

Abstract

La fabricación de productos de conformado en frío en la industria metalmecánica requiere de la utilización de materiales, herramientas y maquinarias determinadas con propiedades mecánicas específicas, las cuales permiten obtener artículos de alta calidad y con las especificaciones técnicas requeridas por los clientes. Dentro de estos procesos de elaboración se presentan inconvenientes relacionados con la herramienta empleada (que ocasionan una baja productividad, aumento de costos, incremento en la reposición del material y una mayor generación de residuos) tales como las características de este en cuanto a dureza, homogeneidad estructural no es uniforme, la variación de propiedades en un mismo tramo de material repercute en la eficiencia de la máquina afectando su vida útil, y por último la diferenciación en proceso de los parámetros de máquina perjudican el desempeño de las herramientas generando fracturas tempranas. El propósito de esta investigación es diseñar un proceso de tratamiento térmico con el fin de mejorar las propiedades mecánicas de un acero para herramientas en trabajo en frío, encontrando la mejor relación entre variables (dureza y microestructura) y parámetros (temperatura y tipo de material) y sus valores óptimos. Mediante el análisis metalográfico y de microdureza Vickers y conversión a Rockwell, utilizando las normas ASTM E-18. ASTM E 112-13 y la Norma Técnica Colombiana NTC 3353. Los resultados muestran que luego de la realización del temple y revenido para el acero K 340. a 1050 °C durante 1 hora y 553 °C durante 20 minutos respectivamente, esta herramienta presenta una mayor durabilidad ejecutando 218700 golpes, un incremento del 847.6% con respecto a los valores inicialmente establecidos por una empresa. Además de esto, se determinó que el mejor tipo de acero es el AISID6. por los datos obtenidos, por lo cual se recomienda a la compañía realizar probetas en este material para analizar su comportamiento en la conformación en frio.