Un tratamiento térmico inadecuado del acero para trabajo en caliente H13 reduce la vida útil de los moldes de fundición hasta en un 51 %. La temperatura de temple, los tiempos de revenido y la dureza final determinan conjuntamente la resistencia a la fatiga térmica en la fundición de aleaciones de aluminio.
El acero para trabajo en caliente H13 destinado a moldes de fundición LPDC debe alcanzar una dureza de HRC 44-48 tras un doble revenido. Una dureza superior a HRC 50 aumenta el riesgo de fisuración térmica en un 37 %, mientras que una dureza inferior a HRC 42 acelera la deformación superficial bajo el impacto cíclico del aluminio fundido.
La temperatura de temple de las piezas en bruto de molde de H13 para la producción de moldes de fundición por gravedad debe mantenerse entre 1020 y 1050 ℃. Una temperatura inferior a 1000 ℃ provoca una transformación martensítica insuficiente y reduce la resistencia al desgaste en un 29 % en los insertos de moldes para llantas de aluminio.
Los insertos de moldes de fundición por contrapresión (CPC) están sometidos a presiones alternas y choques térmicos. Un recocido secundario a 560-590 ℃ puede reducir la tensión residual en un 44 %, lo que estabiliza las dimensiones para la producción en serie a largo plazo de moldes de piezas estructurales de vehículos eléctricos.
La simulación CAE de Procast genera datos del campo de temperatura cíclico para ajustarse al grado de dureza objetivo. Una temperatura máxima local superior a 520 ℃ requiere ajustar la dureza HRC a la baja en 2-3 unidades para retrasar la expansión de las grietas térmicas en el acero para trabajo en caliente H13.
Un revenido insuficiente genera tensiones internas inestables en el acero del molde. Las estadísticas del sector muestran que el 34 % de los casos de agrietamiento prematuro de los moldes se deben a un revenido único, en lugar del proceso estándar de doble revenido para los moldes de fundición de aluminio.
La nitruración debe realizarse tras el tratamiento térmico completo. Una capa de nitruración de 0,08-0,12 mm mejora las propiedades antiadherentes; realizar la nitruración antes del revenido reduce la vida útil efectiva del molde en un 40 % en condiciones de fundición de aleaciones de aluminio.
El punto de muestreo para el ensayo de dureza debe seleccionarse en la superficie de la cavidad del inserto, a 2-3 mm por debajo de la superficie exterior. Realizar el ensayo en la capa exterior de acero en bruto produce una desviación de hasta 6 unidades HRC y induce a error en la evaluación de la aceptación del material del molde de fundición por parte de LPDC.
Para moldes de fundición por gravedad de gran tamaño, de más de 1 200 kg, es obligatorio el enfriamiento lento tras el temple. El enfriamiento rápido provoca una distribución desigual de la dureza; una diferencia de dureza superior a 4 HRC en un mismo inserto aumenta la probabilidad de fallo local en un 31 %.
La dureza del acero del molde debe ajustarse a la duración del ciclo de producción. Los ciclos de menos de 4,5 min requieren una dureza de HRC 44-46; los ciclos más largos, de 6 a 8 min, pueden adoptar una dureza de HRC 46-48 para prolongar la vida útil en la producción en serie de llantas de aluminio.
Los defectos de porosidad en la fundición pueden deberse indirectamente a insertos deformados como consecuencia de un tratamiento térmico deficiente. La superficie deformada de la cavidad altera el campo de flujo y provoca un llenado turbulento del aluminio fundido en el interior de la cavidad del molde de las piezas estructurales de los vehículos eléctricos.
Cada lote de acero para trabajo en caliente H13 debe contar con un registro completo del tratamiento térmico. La inspección de aceptación debe verificar la temperatura de temple, el tiempo de mantenimiento del revenido y los informes de ensayos de dureza en múltiples puntos antes de que comience el mecanizado CNC del molde.
(Número de palabras: 887)
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es el rango de HRC objetivo para los insertos de moldes de fundición LPDC de H13?
R: Un valor de HRC 44-48 tras un doble recocido equilibra la resistencia a las grietas y el rendimiento frente al desgaste.
P: ¿Cuál es la temperatura de temple estándar para el acero H13 de moldes de fundición de aluminio?
R: Debe mantenerse entre 1020 y 1050 ℃ para garantizar un efecto de transformación martensítica suficiente.
P: ¿Por qué se aplica un doble revenido a los componentes de los moldes de fundición por contrapresión (CPC)?
R: El revenido secundario reduce la tensión residual en un 44 %, lo que garantiza la estabilidad dimensional.
P: ¿Dónde deben situarse los puntos de muestreo para el ensayo de dureza del H13?
R: Tome muestras a 2-3 mm por debajo de la superficie de la cavidad para evitar datos engañosos de la capa superficial.
P: ¿Se puede realizar la nitruración antes del proceso de revenido del H13?
R: No se recomienda; puede reducir la vida útil total del molde en aproximadamente un 40 %.
P: ¿Qué riesgo conlleva una dureza irregular del H13 en un mismo inserto?
R: Una diferencia de dureza superior a 4 HRC aumenta el riesgo de fallo local del inserto en un 31 %.
P: ¿Cómo se selecciona el valor de HRC en función de la duración del ciclo de producción del molde?
R: Los ciclos más cortos requieren un HRC más bajo; los ciclos más largos pueden utilizar un grado de dureza más alto.
es
