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420 ESR Acero grado herramienta - 1.2083 ESU - X40Cr14 - SAE 51420
El acero grado herramienta 420 ESR (ESR = Electro-Slag-Refined or Remelted, en español, refundición por electroescoria) es un acero para trabajar en frío resistente a la corrosión, pertenece a los aceros para moldes de plástico, con un alto contenido de cromo es muy buen resistente a la corrosión (en estado templado) y buen resistente al desgaste. Se puede maquinar con facilidad y, debido a la pureza del material ESR, se deja pulir de maravilla. Tiene una resistencia a la compresión y al desgaste elevada, es templable a corazón, de baja distorsión, es adecuado para moldes de inyección de todo tipo en los que se requiera una buena resistencia a compuestos de moldeo agresivos químicamente.
El proceso de refundición proporciona a este acero un contenido de inclusión muy bajo, lo que permite ofrecer un acabado de espejo cuando se utiliza, por ejemplo, para moldes de lentes o fotograbado.
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Venta de acero en medidas imperiales y métricas
420 ESR Acero grado herramienta: Valores estándar
Dureza de trabajo:
50 HRC - 55 HRC
Estado de suministro:
máx. 241HB
Composición química en %
0.360000
0.360.420000
0.420.000000
01.000000
10.000000
01.000000
10.000000
00.030000
0.030.000000
00.030000
0.0312.500000
12.514.500000
14.5420 ESR Acero grado herramienta: Ficha de datos técnicos
420 ESR Acero grado herramienta: Características técnicas
Acero para trabajar en frío y de moldes para plástico, resistente a la corrosión, de fácil maquinado, de buen templar y con excelente capacidad de pulido. Templable a corazón con poca distorsión, alta aceptación de temple y gran resistencia al desgaste. Para demandas más altas de pulido es preferible utilizar la ejecución ESR.
420 ESR Acero grado herramienta: Posibilidades de aplicación
Construcción de máquinas en general, técnica medicinal, moldes para plástico, herramientas para el prensado de resina sintética, herramientas para fundición a presión, fundición a presión de metales ligeros, herramientas de corte, cuchillas para máquinas, cuchillos de cocina, navajas de afeitar, cizallas, "doctor blades", instrumentos quirúrgicos, herramientas de medición, rodamientos, rodamientos de bolas, patines para hielo, elementos de bombas, válvulas
420 ESR Información general
¿Por qué utilizar acero ESR?
La refundición por electroescoria o ESR es un proceso en el que el acero se refunde y pasa por una escoria que elimina los residuos y las impurezas del acero. El resultado es un acero más limpio y con una microestructura más fina y homogénea. Reducir las impurezas del acero le confiere una integridad general, ya que hay menos puntos débiles. El acero ESR puede presentar mejores características mecánicas, como mayor resistencia a la tracción, límite elástico, tenacidad, resistencia al desgaste, mejores acabados superficiales y una vida útil de las herramientas más larga.
En el caso concreto del 420 ESR, que ya es un acero resistente a la corrosión, el proceso ESR mejora la resistencia a la corrosión gracias a que se reducen las inclusiones y otras impurezas.
¿Dónde se puede utilizar el 420 ESR?
En aplicaciones con resistencia a la corrosión o a las manchas, por ejemplo, para moldear materiales corrosivos como PVC, acetatos, para moldes sometidos a condiciones de trabajo húmedas, así como instrumentos y herramientas quirúrgicas y dentales.
En aplicaciones con resistencia al desgaste, por ejemplo, para moldear materiales abrasivos.
En aplicaciones con alto acabado superficial, por ejemplo, para fabricar piezas ópticas, como lentes, para cámaras y gafas de sol, y para recipientes médicos.
¿El 420 ESR es un acero inoxidable?
Sí, el 420 ESR es un acero inoxidable. Para ser considerado acero inoxidable, el material debe tener al menos un 10.5 % de cromo; el 420 ESR tiene entre un 12.5 – 14.5 % de cromo.
¿El 420 ESR es resistente a Ia corrosión?
Con una fracción másica del 12.5 – 14.5 % de cromo, el acero grado herramienta 420 ESR es resistente a la corrosión.
Corrosión general del 420 ESR
El 420 ESR es resistente a la corrosión en agua, vapor, ácidos orgánicos suaves, soluciones diluidas de nitratos, carbonatos y otras sales.
¿El 420 ESR es magnetizable?
Sí, el 420 ESR generalmente es magnético y en estado templado aún más que en estado recocido. Este metal es adecuado para la sujeción magnética.
Tratamiento térmico del 420 ESR
Recocido del 420 ESR
Se calienta el material totalmente a 890 °C (1630 °F). A continuación, se enfría lentamente en el horno hasta 650 °C (1290 °F) y después se sigue enfriando al aire hasta temperatura ambiente.
Alivio de tensiones del 420 ESR
Después de maquinar el 420 ESR, se calientan las piezas hasta 650 °C (1200 °F) y se mantienen así durante 2 horas. Se enfrían a 500 °C (930 °F) y se siguen enfriando al aire.
Temple del 420 ESR
Se precalientan las piezas a 600 – 850 °C (1110 – 1560 °F).
Para austenizar el material, se tienen que calentar a 1010 – 1067 °C (1850 – 1952 °F).
Enfriamiento del 420 ESR
Este acero se tiene que enfriar rápidamente para obtener las mejores propiedades para las piezas, pero hay que tener cuidado de que la velocidad de enfriamiento no sea tan rápida como para deformar o agrietar el material. Para el tratamiento térmico en un horno de vacío, se recomienda utilizar un mínimo de 4 – 5 bares de sobrepresión.
A continuación, cuando las piezas alcancen la temperatura de 50 – 70 °C (120 – 160 °F) se templan inmediatamente.
• Lecho fluidizado o baño de sal a 250 – 550 °C (480 – 1020 °F), luego se enfría mediante un chorro de aire.
• Vacío con suficiente presión positiva.
• Aceite caliente, aproximadamente 80 °C (176 °F).
Revenido del 420 ESR
Se elige la temperatura de revenido que se tiene que alcanzar, se reviene dos veces y se enfría a temperatura ambiente entre revenido y revenido.
La temperatura de revenido no puede descender por debajo de 250 °C (480 °F) y se mantiene la temperatura elegida durante un mínimo de 2 horas. Se recomienda la temperatura de 250 °C (480 °F) para lograr la mejor combinación de dureza, tenacidad y resistencia a la corrosión.
Cambios dimensionales del 420 ESR
En función de la temperatura, la clase de equipo y los medios de enfriamiento que se utilicen durante el temple y revenido, los cambios dimensionales pueden variar.
Tratamiento subcero del 420 ESR
El tratamiento criogénico para el 420 ESR puede transformar la austenita retenida en martensita y puede mejorar propiedades como la estabilidad dimensional para este material.
Mecanizado por descarga eléctrica (EDM) del 420 ESR
Al tratarse de un material duro, los métodos de maquinado convencionales pueden resultar complicados y provocar un desgaste excesivo de la herramienta. Al no haber contacto directo con el material durante la electroerosión (EDM), el desgaste de la herramienta no es un problema en sí, aunque los electrodos se tienen que sustituir periódicamente. La electroerosión se utiliza a menudo con materiales duros, para formas intrincadas y complejas, y cuando se necesitan tolerancias finas, así como cuando las piezas necesitan un buen acabado superficial.
Tratamiento superficial del 420 ESR
Pasivar el 420 ESR
Pasivar elimina el hierro libre de la superficie tratándola con una solución ácida que promueve una capa protectora de óxido para mejorar la resistencia a la corrosión.
Pulir el 420 ESR
El acero grado herramienta 420 ESR se puede pulir hasta conseguir un acabado excelente, ya que el material ESR es más puro y homogéneo. El pulido reduce la fricción, mejora el acabado superficial y realza el atractivo estético.
Revestimiento PVD y CVD del 420 ESR
La deposición física de vapor (PVD, por sus siglas en inglés Physical Vapor Deposition) y la deposición química de vapor (CVD, por sus siglas en inglés Chemical Vapor Deposition) aplican un revestimiento duro, por ejemplo, TiN (nitruro de titanio), para mejorar la resistencia al desgaste y la dureza del material.
Electropulir el 420 ESR
Este proceso deposita una capa de metal, por ejemplo, de níquel o de cromo, sobre la superficie metálica para hacerla más resistente a la corrosión, reducir la fricción o simplemente dar a las piezas un aspecto más decorativo.
Texturizado láser o mecánico del 420 ESR
El texturizado crea un patrón en la superficie del material que puede tener fines estéticos, pero también funcionales para retener el lubricante o mejorar el agarre de las piezas.
Maquinado del 420 ESR
Soldar el 420 ESR
Si es posible, se tiene que evitar soldar debido al alto riesgo de agrietamiento.
Si es imprescindible soldar, se calienta el material hasta 200 – 250 °C (392 – 482 °F) y se mantiene a esa temperatura para evitar que se agriete. Después de soldar, se recuece el material templado a 10 – 20 °C (50 – 70 °F) por debajo de la temperatura de recocido original. Para material recocido blando, se calienta hasta 890 °C (1630 °F) en atmósfera protegida. Luego se enfría en horno a 20 °C (40 °F) por hora hasta 850 °C (1560 °F) y luego a 10 °C (20 °F) por hora hasta 700 °C (1290 °F). A partir de ahí se puede seguir enfriando al aire.
Se tienen que utilizar rellenos con la misma composición que el metal base.
Fotograbar el 420 ESR
Debido al proceso ESR, el acero 420 ESR tiene un contenido de inclusión muy bajo, por lo que es adecuado para fotograbar.
Resistencia a la tracción del 420 ESR
La resistencia al desgaste del acero grado herramienta 420 ESR es de 4 en una escala en la que 1 es baja y 6 es alta.
Resistencia a la tracción del 420 ESR
El acero grado herramienta 420 ESR tiene una resistencia a la tracción de aproximadamente 118.2 KSI en el momento de suministro (0.145 KSI = 1 MPa). Para alcanzar este valor, se realiza un ensayo de tracción que muestra cuánta fuerza es necesaria para estirar o alargar una muestra antes de que se rompa.
Límite elástico del 420 ESR
El límite elástico muestra cuánta tensión se puede aplicar a un material antes de que se deforme plásticamente. Más allá de este punto, el material no recupera su forma original cuando se elimina la tensión. El material se deforma permanentemente o se rompe pasado ese punto.
El límite elástico del acero grado herramienta 420 ESR es de 232 KSI (1600 MPa).
Dureza de trabajo del 420 ESR
La dureza de trabajo del acero grado herramienta AISI 420 ESR oscila entre 469 – 552 BHN (50 – 55 HRC).
Capacidad calorífica específica del 420 ESR
La capacidad calorífica específica del acero grado herramienta 420 ESR a temperatura ambiente es de 0.46 J/g-°C (0.109 BTU/lb-°F). Este valor indica cuánto calor se necesita para calentar 1 lb de material en 1 °F.
Diagrama continuo de transformación-temperatura-tiempo del 420 ESR
El diagrama continuo de transformación-temperatura-tiempo (abreviado TTT) muestra los microcambios con el tiempo a diferentes temperaturas, que son importantes durante el tratamiento térmico. Proporciona información sobre las condiciones óptimas para procesos como el temple, el recocido y la normalización.
Características del 420 ESR
Acero para trabajar en frío 420 ESR
Para trabajar en frío el 420 ESR hay que manejarlo con cuidado para evitar que se agriete y la precisión dimensional. El trabajo en frío de este material puede mejorar su dureza y resistencia.
Densidad del 420 ESR
Normalmente, la densidad del acero grado herramienta 420 ESR es de 7.8 g/cm3 (0.282 lb/in3) a temperatura ambiente.
Conductividad térmica del 420 ESR
La conductividad térmica del acero grado herramienta 420 ESR es de 22.6 W/(m*K) (157 BTU/[h-ft*°F]) a temperatura ambiente.
| valor | a la temperatura de |
|---|---|
| 22.5 | 73.4°F |
| 24.0 | 302°F |
| 24.6 | 572°F |
| 24.9 | 662°F |
| 24.4 | 752°F |
| 23.7 | 932°F |
Coeficiente de dilatación térmica del 420 ESR
Este diagrama muestra cuánto se puede dilatar o contraer el acero grado herramienta 420 ESR cuando cambian las temperaturas, lo que puede ser muy importante cuando se trabaja con altas temperaturas o fuertes cambios de temperatura.
| 10-6m/(m • K) | a la temperatura de |
|---|---|
| 11.1 | 68 - 212°F |
| 11.6 | 68 - 392°F |
| 12.0 | 68 - 572°F |
| 12.3 | 68 - 662°F |
| 12.4 | 68 - 752°F |
| 12.5 | 68 - 842°F |
| 12.6 | 68 - 932°F |
Resistencia eléctrica específica del 420 ESR
La tabla siguiente muestra la resistencia eléctrica del acero grado herramienta 420 ESR.
| valor | a la temperatura de |
|---|---|
| 0.6 (Ohm*mm²)/m | 68 °F |
¿El 420 ESR es un acero para cuchillos?
Sí, el 420 ESR se puede utilizar para fabricar cuchillos. Gracias a la pureza, dureza, resistencia a la corrosión y retención del filo que tiene el 420 ESR, se presta a la fabricación de cuchillos. Aunque el 420 ESR tiene una buena resistencia a la corrosión, si las herramientas se mantienen, se limpian y se secan de manera regular, se prolongará su vida útil y el rendimiento.
Conclusión sobre el 420 ESR
El 420 ESR es un material más puro y homogéneo, con buena resistencia a la corrosión, dureza y tenacidad y es fácil de maquinar, responde bien al tratamiento térmico, lo que lo hace ideal para una amplia variedad de aplicaciones, desde herramientas industriales hasta instrumentos médicos. Muy pulido, llega incluso a nuestros hogares como cubertería.
Ficha de datos técnicos del 420 ESR
Como proveedor de acero 420 ESR, le ofrecemos la ficha de datos técnicos del 420 ESRen formato PDF.
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