AACCEERROOSS PPAARRAA FFAABBRRIICCAACCIIÓÓNN DDEE MMOOLLDDEESS PPAARRAA IINNYYEECCCCIIÓÓNN DDEE PPLLAASSTTIICCOOSS Los aceros para la elaboración de moldes para inyección de plástico deben tener las siguientes características: • Buena Maquinabilidad • Buena opción de pulido • Conductividad térmica • Resistencia al desgaste • Tenacidad • Resistencia a la corrosión • Alta homogeneidad de texturizado La siguiente tabla nos ilustra la influencia de los elementos de aleación en las propiedades mecánicas de los aceros de este grupo: Elementos Resistencia

al desgaste Tenacidad Brillo Templabilidad

(Penetración de dureza)

Resistencia a la

corrosión

Maquinabilidad

Carbono +++ ° ++ ++ - ° Cromo +++ ° ++ +++ +++ ° Níquel - +++ +++ +++ ++ ° Molibdeno ++ ° - ++ ++ ° Azufre - ° ° ° ° +++

+++ Muy Bueno ++ Bueno ° Malo

Existen tres familias de aceros para la fabricación de moldes de inyección de plástico: 1. El primer grupo conformado por los aceros bonificados T-2738, T 2738 EHT Plus, T-

2312, suministrados con durezas entre 28-32 HRC, a los cuales no se les recomienda hacer tratamiento térmico debido a que la dureza con que se suministra estos aceros les confiere una resistencia mecánica entre 900 N/mm2 - 1300 N/mm2.

2. En el segundo grupo están los aceros T-2367 y T-2767, suministrados en estado recocido y se puede incrementar su resistencia al desgaste alcanzando durezas hasta de 56 HRC:

3. El tercer grupo son los aceros inoxidables que se dividen a su vez en:

a. Bonificados con durezas entre 28 a 32 HRC T-2316 b. Recocidos con durezas entre 220 a 250 HB Thyrinox

ELEMENTOS ALEANTES ACEROS %C % V % Cr % Mo % Ni % Mn % S % Ca T 2767 0.45 - 1.4 0.3 4.0 T 2311 0.4 - 1.9 0.2 1.5 T 2312 0.4 - 1.9 0.2 1.5 0.05 T 2738 0.4 - 1.9 0.2 1.0 1.5 <0.005 + T HYRINOX 0.42 <0,30 14 <0,80 <0,5 <0,005 T 2316 0.36 - 16 1.2 +

4. El cuarto grupo son los acero para temple por precipitación: Los aceros comunes empleados en la fabricación de moldes para inyección de plásticos corrosivos y no corrosivos T-2311, T- 2738, T- 2083 y T 2316, tienen contenidos de carbono superiores al 0.2%, la resistencia mecánica de estos aceros se logra mediante el tratamiento de temple y revenido, donde se consigue la formación de martensita, la cual incrementa la dureza del acero, y en el revenido se consigue la precipitación de carbonos, los cuales incrementan la tenacidad del material con lo cual obtenemos al final del tratamiento una martensita revenida y carburos ( MC, M2C, M7 C3, M23C). Con los nuevos desarrollos de E.W.K. se obtuvo una aleación denominada PH 42, y PHX, para reemplazar los aceros 2738 y 2316, en los cuales los contenidos de carbono son inferiores al 0.2%. En estos nuevos aceros la resistencia mecánica se logra mediante un proceso de envejecimiento por precipitación, al final del cual se logra una martensita envejecida y una parte intermetálica, obteniendo de esta manera durezas de 42 HRC. Son aceros aptos para los procesos de teniferado ( ya que en el País no se efectúan procesos de nitruración en medio gaseoso) el cual se hacen a temperaturas entre 500 y 550°C, a estas temperaturas en los aceros tradicionales presentan durezas entre 28 y 32 HRC, mientras que la nueva generación de aceros presentas precisamente en este punto su pico de dureza más alta, debido a que es la temperatura donde se produce la precipitación de carburos (gráfica 1), por lo tanto los hace óptimos para la utilización en las cavidades de los moldes por su alta dureza y buena opción al proceso de recubrimiento superficial. Una duda grande que surge inmediatamente entre los fabricantes de moldes, es la parte de mecanizado por arranque de viruta debido a su alta dureza 42 HRC, y el proceso E.D.M., Para resolver la inquietud de los clientes, se presentan gráficas de pruebas de maquinabilidad, comparando los aceros T2311 y PH 42 Supra utilizando herramientas de acero rápido y se encontró que la maquinabilidad de los dos materiales es muy similar, la razón de este fenómeno es que a pesar de que el PH 42 supra tiene una dureza superior al T 2311, su estructura se hace mucho más apto para el proceso de mecanizado por arranque de viruta.

La Maquinabilidad y la polichabilidad de los aceros para plástico fue una de las principales preocupaciones de los fabricantes, consientes de la necesidad de los usuarios, se buscó diseñar un material que facilitara una de las dos operaciones más costosas del proceso de fabricación de moldes para inyección y soplado de plásticos. Se desarrollo entonces para facilitar el mecanizado un acero con un 0.05% de azufre, al cuál denominaron T-2312 (P20 + S). El azufre se deposita en los límites de grano en forma de sulfuros (1.5% Mn), facilitando el proceso de mecanizado, ya que actúa cómo un desestabilizador de la estructura interna del material, haciendo que se produzca una viruta corta. Sulfuros

Técnicamente se recomienda que si se requiere incrementar la resistencia mecánica al material, se debe cambiar a un acero para temple y revenido tal como el T-2767 aleado al Níquel, el cuál le confiere una elevada tenacidad, una buena resistencia al desgaste, y es un acero de mínima deformación durante el tratamiento térmico. Un segundo intento de los fabricantes de aceros para moldes fue el acero T-2311 (P-20), al cuál básicamente le retiraron el contenido de azufre presente en el acero T-2312, facilitando la polichabilidad del material, pero dificultando el mecanizado por arranque de viruta. Consientes los fabricantes del acero que se requería un material que combinara las dos propiedades y que además involucrara otras propiedades indispensables en los moldes de inyección y soplado (templabilidad y tenacidad), se desarrolló el acero T-2738, al cuál le agregaron 1% de Níquel. Este contenido de Níquel en el material aumenta la capacidad de penetración de dureza, y la Templabilidad. Con el fin de mejorar la Maquinabilidad del acero, se le agregó unas trazas de calcio, el cual se deposita en los límites de grano del material produciendo el mismo efecto de los sulfuros en el T - 2312 para el proceso de mecanizado, pero con la diferencia de que es un elemento con una dureza muy superior, facilitando el pulido, el cuál de por si es muy sencillo por la presencia del 1% de Níquel., posteriormente y con el fin de mejorar aún mas la maquinabilidad, se desarrollo el acero T 2738 EHT Plus que C.G.A. importó recientemente para aplicaciones en la fabricación de moldes de gran productividad. La facilidad de pulido de los aceros depende de: la dureza del material, la composición química y los elementos de aleación (Cr, Ni) Para elevar la resistencia al desgaste de estos materiales, y mejorar el acabado superficial de las cavidades, se recomienda efectuarles tenifer, En el caso del acero T-2767 es innecesario hacerle tenifer debido a que este acero después del tratamiento térmico alcanza 56 HRC de dureza. Aceros resistentes a la corrosión para moldes de inyección de plástico: La resistencia a la corrosión en los aceros está dada por un porcentaje de cromo en la estructura del material superior al 13%, el cual forma alrededor del acero una fina capa de oxido de cromo que lo protege contra el medio ambiente. Esta capa recibe el nombre de capa pasivante, y es mucho más estable a mayor contenido de cromo, molibdeno, níquel. Para el caso de los moldes para inyección de plástico tenemos las calidades Thyrynox y T-2316. El acero T-2316 es un acero con una alta resistencia a la corrosión, que se suministra en estado bonificado con una dureza entre 28 a 32 HRC la cuál le confiere una resistencia mecánica de 950 a 1100 N/mm2. Estos aceros en sus curvas de revenido tienen un endurecimiento secundario que es causada por la precipitación de carburos de cromo, siendo el cromo elemento de aleación necesario para la resistencia a la corrosión, el cuál es extraído de la matriz. Como consecuencia de ello se produce una disminución en la resistencia a la corrosión del material. El aumento de la temperatura de revenido a temperaturas superiores a 620°C, posibilita procesos de difusión en zonas pobres de cromo. De este modo, se puede restablecer un poco la resistencia a la corrosión. Por ello de ser posible, no debemos realizar revendidos en la zona de temperaturas comprendidas entre 450 y 620°C.

En la fabricación de los moldes con aceros inoxidables, es importante tener en cuenta la electro-negatividad de los aceros que estarán en contacto, ya que si fabricamos un molde con dos materiales de electro-negatividad diferentes, formaremos una pila eléctrica. Cuándo ponemos en contacto en el molde un acero inoxidable y un acero al carbono, se iniciará un paso de electrones del acero al carbono al acero inoxidable, contaminando la superficie del mismo y produciendo con el tiempo la oxidación de la cavidad fabricada con el acero inoxidable. ACERO AL CARBONO ACERO INOXIDABLE EFECTO PILA ELECTRICA En caso de que se produzca un fenómeno como el descrito anteriormente (contaminación), se recomienda recocer el acero a 750 °C, enfriarlo en aire e inmediatamente templarlo y revenirlo a 350°C, que es la temperatura de revenido en la cuál los aceros inoxidables martensíticos alcanzan la mayor cantidad de cromo libre, logrando durezas de 52 a 55 HRC. ( caso del acero THYRINOX) Es importante tener en cuenta, que cuándo un acero inoxidable (T-2316, Thyrinox) está en contacto con el agua, sobre todo el agua del acueducto, la cuál es tratada con cloro, se debe limpiar muy bien, ya que el cloro disuelto en el agua tiende a atacar el acero, formando fenómenos de corrosión tales como el picado, etc. En los aceros para moldes de inyección de plástico cómo para todos los demás aceros, es muy importante tener en cuenta que si el proceso de mecanizado de la cavidad es por Electroerosión, debemos asegurarnos que la capa blanca proveniente del proceso sea eliminada o minimizada para optimizar la vida útil de la herramienta. ♦ Si se tiene alguna duda acerca del material que está siendo usado para la fabricación

del molde, es inoxidable, se puede hacer una prueba muy sencilla que consiste en atacar la superficie con una solución de sulfato de cobre al l0%. Si la superficie atacada toma un color rojizo, el material no es inoxidable.

EQUIVALENCIAS QUE SE DEBEN MANEJAR EN EL ÁREA COMERCIAL

Tipo de Acero Norma internacional

C.G.A. Boheler Axecol Reyclo

Trabajo en frío O1 T 2510 K 460 Arne/DF2 Rus 3 Trabajo en frío O2 T 2842 - - - Trabajo en frío A2 T 2363 - Rigor - Trabajo en frío D2 T 2379 K 110 Sverker 21 - Trabajo en frío D3 T 2080 K100 - RCCO Trabajo en frío D6 T 2436 K 107 Sverker 3 - Trabajo en frío S1 T 2550 K 455 Regin 3 - Trabajo en frío T 2360 Calmax Trabajo en frío 6F3 T 2767 - - - Trabajo en frío - For 821 E.S.R. K 340 Sleipner - Acero rápidos M2 T 3343 S 600 - -

Acero Pulvimetalurgico M2 TSP4 ASP 23 - Acero Pulvimetalurgico M2 - - Vanadis

6/4/10/233 -

Acero Pulvimetalurgico K 190 Acero Pulvimetalurgico K 329 Acero para Moldes P 20 + S T 2312 Holdax Acero para Moldes P 20+Ni T 2738 M 238 Impax/718 Moulrex A Acero para Moldes P 20+Ni T 2738

EHT Plus

Acero para Moldes Ramax Acero para Moldes 420 T 2083 M 310 - - Acero para Moldes 420 E.S.R. Thyrynox Mo - Stavax - Acero para Moldes 420 Mod. T 2316 M 300 - BP42 Acero para Moldes 6F3 T 2767 - - - Acero para Moldes PH42 Supra - - - Acero para Moldes PHX supra - Corrax - Acero para Moldes M 340 Acero para Moldes M 390 Trabajo en caliente H13 T 2344 W 302 - - Trabajo en caliente H13 E.S.R. - Orvar Supreme - Trabajo en caliente H10 T 2365 - - Trabajo en caliente H10A T 2885 W 321 - - Trabajo en caliente T 2367 Supra W 303 - - Trabajo en caliente T 2999 Supra - - Trabajo en caliente 6F7 T 2714 - -