Barra de acero para herramientas de trabajo en caliente ASTM A681 H21 DIN 1.2581
Breve descripción:
La barra de acero para herramientas de trabajo en caliente DIN 1.2581 H21 SKD5 ofrece resistencia en caliente, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga térmica gracias a su aleación con tungsteno, ideal para matrices de forja, punzones en caliente y herramientas de extrusión. Disponible con diámetro, superficie, corte, inspección por ultrasonidos (UT), prueba de materiales (MTC) y conforme a la norma EN 10204 3.1.
La barra de acero para herramientas de trabajo en caliente DIN 1.2581 H21 SKD5 es un acero aleado con tungsteno que se suministra en forma de barra redonda o forjada para matrices de forja en caliente, punzones en caliente, herramientas de extrusión, componentes de fundición a presión, cuchillas de corte en caliente y herramientas de conformado a alta temperatura. Se suele denominar AISI H21, UNS T20821, DIN 1.2581, JIS SKD5 y X30WCrV9-3, según la norma aplicable y el mercado.
SAKY STEEL suministra barras de acero para herramientas H21 / 1.2581 en estado recocido, forjado, pelado, torneado o rectificado, según los requisitos del pedido. Los procesos disponibles pueden incluir corte, pelado, torneado, rectificado, mecanizado en bruto, inspección dimensional, ensayo de dureza, ensayo ultrasónico (cuando se especifique) y documentación MTC y EN 10204 3.1.
Parámetros del producto
| Artículo | Detalles del producto |
|---|---|
| Nombre del producto | Barra de acero para herramientas de trabajo en caliente DIN 1.2581 H21 SKD5 |
| Calificación | H21 / 1.2581 / SKD5 |
| Designación UNS/EN | UNS T20821 / X30WCrV9-3 |
| Familia de materiales | Acero para herramientas de trabajo en caliente de tungsteno |
| Forma del producto | Barra redonda y barra forjada |
| Rango de tamaños | Diámetros estándar y personalizados bajo pedido. |
| Longitud | 1000–6000 mm o cortado a medida |
| Acabado superficial | Negro, pelado, girado, molido |
| Condiciones de entrega | Recocido o tratado térmicamente cuando se especifique. |
| Estándar | ASTM A681 / DIN EN ISO 4957 |
| Tolerancia | Fresa, h9, h11 o dibujo específico |
| Servicios disponibles | Corte, pelado, torneado, rectificado, mecanizado |
| Certificados | MTC, EN 10204 3.1, informe dimensional |
Composición química
El acero H21 / 1.2581 es un acero para herramientas de trabajo en caliente de tungsteno, cromo y vanadio. Su alto contenido de tungsteno favorece la dureza en caliente y la resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas, mientras que el cromo y el vanadio contribuyen a la templabilidad, la resistencia al desgaste y el rendimiento ante la fatiga térmica.
| Elemento | Contenido de referencia típico | Función técnica |
|---|---|---|
| Carbón | Aproximadamente entre 0,26 y 0,36 % | Proporciona templabilidad y dureza de trabajo. |
| Manganeso | Aproximadamente entre 0,15 y 0,40 % | Favorece la desoxidación y la endurecimiento |
| Silicio | Aproximadamente entre 0,15 y 0,50 % | Favorece la resistencia a la oxidación y la resistencia de la matriz. |
| Cromo | Aproximadamente entre 3,00 y 3,75% | Mejora la templabilidad y el rendimiento en trabajos en caliente. |
| Tungsteno | Aproximadamente entre el 8,50% y el 10,00%. | Proporciona dureza roja y resistencia al ablandamiento. |
| Vanadio | Aproximadamente entre 0,30 y 0,60% | Refina el grano y mejora la resistencia al desgaste. |
| Fósforo | Máximo controlado | Restringido a soportar resistencia |
| Azufre | Máximo controlado | Restringido para limitar las inclusiones y mejorar la fiabilidad de la herramienta. |
| Hierro | Balance | matriz de metal base |
La composición química real deberá confirmarse mediante la especificación del producto aplicable y el MTC.
Propiedades mecánicas y a altas temperaturas
Las propiedades mecánicas y de servicio de las barras de acero H21 dependen del diámetro, el tratamiento térmico, la dureza de trabajo, la dirección del ensayo y la temperatura de servicio. Los siguientes valores son referencias típicas para análisis técnicos y no deben sustituir los resultados de los ensayos específicos del pedido.
| Propiedad | Referencia típica | Condición | Significado en ingeniería |
|---|---|---|---|
| Dureza recocida | Generalmente por debajo de unos 240–250 HB | Barra recocida | Mejora la maquinabilidad antes del endurecimiento. |
| Esfuerzo en el trabajo | Aproximadamente 50–56 Referencia HRC | Templado y revenido | Se utiliza para aplicaciones de herramientas de trabajo en caliente. |
| Efecto tungsteno | Soporte de alta dureza roja | Servicio de trabajos en caliente | Ayuda a mantener la dureza a temperaturas elevadas. |
| Resistencia al desgaste | Bueno para acero de trabajo en caliente | Tratamiento térmico | Útil para punzones calientes, matrices y cuchillas de corte. |
| Resistencia a la fatiga térmica | Depende de la aplicación | Calentamiento y enfriamiento repetidos | Afectado por el precalentamiento, el enfriamiento y el diseño del troquel. |
| Densidad | Referencia aproximada de 8,2 g/cm³ | Temperatura ambiente | Se utiliza para el cálculo del peso de la barra. |
| Temperatura de endurecimiento | Referencia de aproximadamente 1100–1150 °C | Sujeto a la práctica de tratamiento térmico | Debe estar controlado por un procedimiento cualificado. |
| Temperatura de servicio | Depende de la aplicación | Herramientas para trabajos en caliente | Afectado por la carga, el tiempo, el enfriamiento y la oxidación. |
Tabla de tamaños comunes
| Diámetro | Longitud | Superficie | Tratamiento | Uso típico |
|---|---|---|---|---|
| Ø10–30 mm | 1000–6000 mm | Pelado o molido | Corte y rectificado | Punzones calientes y herramientas pequeñas |
| Ø35–80 mm | 2000–6000 mm | Pelado o girado | Tolerancia de mecanizado | Mandriles y ejes de herramientas |
| Ø85–160 mm | longitud de corte personalizada | Toscamente torneado | Cortado con sierra o mecanizado | Componentes de matrices de forja en caliente |
| Ø165–300 mm | Hecho a medida | Forjado y torneado | UT cuando se especifique | Herramientas de gran tamaño para trabajos en caliente |
| Por encima de Ø300 mm | Específico del proyecto | Forjado o mecanizado | Se requiere revisión técnica | Bloques de troqueles e insertos pesados |
Comparación de diferentes especificaciones
Comparación de la superficie y la producción de barras redondas
| Condición | Característica principal | Uso recomendado | Consejos de compra |
|---|---|---|---|
| Barra laminada en caliente | Superficie de molino económica | Mecanizado en bruto | Especificar el margen de mecanizado |
| Barra forjada | Adecuado para secciones más grandes | Herramientas pesadas para trabajos en caliente | Se puede solicitar UT |
| Barra pelada | Superficie libre de escala | Mecanizado CNC | Reduce la preparación de la superficie |
| Barra torneada | Tolerancia de diámetro controlada | Piezas en bruto para herramientas | Confirmar el tamaño final de mecanizado |
| Barra de tierra | Tolerancia estricta y acabado liso | Componentes de herramientas de precisión | Indique h9, h8 o tolerancia de dibujo. |
Comparación con aceros para herramientas de trabajo en caliente similares
| Calificación | Fortaleza principal | Limitación relativa | Selección típica |
|---|---|---|---|
| H11 / 1.2343 | Buena tenacidad y resistencia al agrietamiento por calor. | Menor dureza en rojo que el H21 rico en tungsteno. | Herramientas generales para trabajos en caliente |
| H13 / 1.2344 | Grado para trabajo en caliente, ampliamente utilizado y equilibrado. | Diferentes aleaciones y dureza en caliente. | Herramientas de fundición a presión y extrusión |
| H21 / 1,2581 | Alta dureza al rojo tungsteno y resistencia al desgaste. | Menor margen de tenacidad que algunas aleaciones de menor aleación. | Punzones calientes, mandriles y matrices de forja |
| H10 / 1.2365 | Buen equilibrio entre resistencia en caliente y fatiga térmica. | Menor dureza en caliente del tungsteno que el H21. | Punzones calientes y herramientas de forja |
Normas equivalentes y nombres internacionales
| Sistema | Designación | Relación |
|---|---|---|
| AISI / ASTM | H21 | Grado común de acero para herramientas de trabajo en caliente |
| UNS | T20821 | Designación UNS para acero tipo H21 |
| DIN / N.º de serie | 1.2581 | Número de material alemán |
| Nombre EN | X30WCrV9-3 | designación química común europea |
| JIS | SKD5 | Referencia cruzada japonesa |
| Referencia china | 3Cr2W8V | Referencia común de aceros para herramientas de trabajo en caliente chinos |
| Estándar del producto | ASTM A681 / DIN EN ISO 4957 | Referencias de especificaciones de acero para herramientas |
Flujo del proceso de producción
Los materiales de aleación se seleccionan de acuerdo con la química H21 requerida.
Durante el proceso de fusión se controlan la composición química, la limpieza y los elementos residuales.
La calidad del lingote o palanquilla es apta para el trabajo en caliente.
El material se reduce a forma de barra redonda o barra forjada.
El recocido mejora la maquinabilidad antes de la fabricación final de la herramienta.
Las barras se pueden pelar, tornear, moler o cortar a la medida.
Se comprueban las dimensiones, la superficie, la dureza y la documentación.
Se preparan el marcado con el número de lote y el embalaje para la exportación.
Inspección del producto
| Inspección | Método | Objetivo |
|---|---|---|
| Análisis químico | Análisis de laboratorio o revisión de MTC | Confirmar H21 / 1.2581 química |
| PMI | identificación positiva de material | Disponible cuando se especifique; no sustituye a la química completa. |
| Prueba de dureza | Prueba de HB o HRC según corresponda | Confirmar el estado recocido o tratado térmicamente |
| Inspección dimensional | Calibrador, micrómetro y comprobador de longitud | Verificar diámetro, longitud y tolerancia |
| Inspección de superficies | Inspección visual y de acabado | Compruebe si hay grietas, incrustaciones, solapamientos o daños por manipulación. |
| Pruebas ultrasónicas | UT cuando se especifique | Evaluar la integridad interna en tamaños adecuados. |
| Revisión de trazabilidad | Verificación del número de lote y la etiqueta | Vincular el producto con MTC y EN 10204 3.1 |
| Inspección por terceros | SGS, BV, TÜV o inspector designado | Se puede organizar cuando se especifique. |
Embalaje del producto
Las barras se pueden proteger con aceite, papel VCI, film o envoltura impermeable.
Las correas de acero, los separadores y el acolchado reducen el movimiento y los arañazos.
Las barras rectificadas o mecanizadas pueden llevar tapas en los extremos o protección acolchada.
El embalaje para exportación se selecciona en función del diámetro, la longitud y el peso de la barra.
Se pueden conservar el grado, el tamaño, el número de lote y las marcas de envío del cliente.
Aplicaciones, rendimiento principal y fabricación
Aplicaciones principales
- Troqueles e insertos para forja en caliente
- Punzones calientes, mandriles y soportes para punzones
- Troqueles de extrusión y revestimientos de extrusión
- Herramientas de fundición a presión para aleaciones no ferrosas seleccionadas
- Cuchillas de tijera calientes y herramientas de recorte
- Troqueles de cabezal, discos eyectores y componentes de conformado en caliente
Rendimiento a altas temperaturas
El alto contenido de tungsteno del H21 favorece la dureza en caliente y la resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas. Se selecciona para herramientas expuestas al contacto con metal caliente, ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento, y desgaste en servicio a altas temperaturas. El rendimiento real depende de la temperatura, la presión de contacto, la intensidad de la refrigeración y la lubricación.
maquinabilidad
La maquinabilidad suele ser mejor en estado recocido. El torneado, fresado, taladrado y desbaste principales generalmente se realizan antes del endurecimiento y revenido. Debido a que el H21 contiene un alto nivel de tungsteno, la selección de herramientas, la velocidad de corte y el control del refrigerante deben planificarse cuidadosamente.
Tratamiento térmico
El acero H21 se recoce normalmente antes del mecanizado y, posteriormente, se endurece y revene hasta alcanzar la dureza de trabajo requerida. Los parámetros de austenización, temple y revenido deben seleccionarse en función del tamaño de la sección, la atmósfera del horno, la dureza deseada y la geometría de la matriz. El precalentamiento durante el servicio suele ser importante para reducir el choque térmico.
Soldadura y reparación
Es posible reparar mediante soldadura con un procedimiento cualificado, un material de aporte adecuado, precalentamiento y tratamiento térmico posterior a la soldadura. Para matrices de trabajo en caliente críticas, las decisiones de reparación deben tener en cuenta el riesgo de agrietamiento, la diferencia de dureza, la temperatura de servicio y la vida útil restante de la herramienta.
¿Por qué elegir SAKY STEEL?
El diámetro, la longitud, el acabado superficial y el margen de mecanizado se pueden suministrar según los planos.
La identificación del material puede mantenerse desde la documentación hasta el embalaje final.
El certificado de prueba de fábrica (MTC / 质保书) se puede proporcionar según la orden de compra.
La documentación conforme a la norma EN 10204 3.1 está disponible cuando así lo especifica el pedido.
Se pueden realizar inspecciones de dureza, dimensionales, PMI y UT cuando se especifique.
Se pueden organizar paquetes, cajas de madera, palés y marcas de envío personalizadas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el acero para herramientas DIN 1.2581 H21?
El acero DIN 1.2581 H21 es un acero para herramientas de trabajo en caliente aleado con tungsteno. Se utiliza para herramientas que operan a altas temperaturas, sometidas a desgaste y ciclos térmicos, como matrices de forja en caliente, punzones en caliente y herramientas de extrusión.
¿H21 es lo mismo que SKD5?
H21 y SKD5 son referencias cruzadas comúnmente utilizadas para el mismo tipo de acero para herramientas de trabajo en caliente de tungsteno. La equivalencia final debe confirmarse mediante la norma requerida, la composición química, el tratamiento térmico y los requisitos de inspección.
¿Qué norma se aplica a la barra de acero para herramientas H21?
La norma ASTM A681 se utiliza habitualmente para el acero para herramientas AISI H21, mientras que la norma DIN EN ISO 4957 puede utilizarse para el acero DIN 1.2581 / X30WCrV9-3. La orden de compra debe especificar la norma y la revisión requeridas.
¿Cuál es la principal ventaja de H21 en comparación con H13?
El H21 contiene un contenido de tungsteno mucho mayor, lo que mejora la dureza en caliente y la resistencia al ablandamiento en ciertas aplicaciones de alta temperatura. El H13 es más utilizado y ofrece un equilibrio diferente entre tenacidad, resistencia a la fatiga térmica y disponibilidad.
¿La barra H21 se puede suministrar molida o pelada?
Sí. Se pueden analizar las superficies negras, peladas, torneadas y rectificadas según el diámetro, la tolerancia y los requisitos de mecanizado final. Las barras rectificadas son adecuadas cuando se requiere un control de diámetro más preciso o un mejor acabado superficial.
¿Está disponible la prueba ultrasónica para barras de H21?
Se pueden realizar pruebas de ultrasonido (UT) para barras de diámetros adecuados y barras forjadas, según se especifique. El pedido debe definir el método de prueba, el nivel de aceptación y los requisitos de informe.
¿Se pueden proporcionar los certificados MTC y EN 10204 3.1?
SAKY STEEL puede proporcionar la documentación MTC y EN 10204 3.1 según la orden de compra. También se pueden solicitar informes de dureza, dimensionales, PMI o UT si así se especifica.
