Definición de material de la herramienta de prensa plegadora

Definición de material de la herramienta de prensa plegadora

1. ¿Qué es una herramienta de prensa plegadora?

Una prensa plegadora es una herramienta que se utiliza para doblar chapas metálicas, y es un componente clave en el proceso de plegado. Generalmente consta de un molde superior (punzón de plegadora) y un molde inferior ( prensa plegadora morir), que se utilizan principalmente para controlar y guiar la chapa metálica para doblarla en una forma específica bajo baja presión en la prensa plegadora.

2. ¿De qué material es la herramienta de una prensa plegadora?

Las máquinas herramienta de plegado se fabrican con diversos materiales, cada uno seleccionado según sus propiedades específicas y los requisitos del proceso de plegado. A continuación, se presentan los principales tipos de materiales utilizados habitualmente en la fabricación de chapa metálica.

Tipos comunes de materiales para herramientas de prensa plegadora

El acero es el material más comúnmente utilizado en herramientas de prensa plegadora en la actualidad. Las máquinas herramienta de doblado incluyen acero para herramientas de baja aleación, acero para herramientas de carbono, acero para herramientas con alto contenido de carbono y alto contenido de cromo, acero de alta velocidad (HSS), acero base, combinación de acero de carburo y carburo, nuevos materiales, acero al cromo molibdeno (Chromoly), materiales especiales y otros tipos.

1. Acero para herramientas de baja aleación

Este tipo de acero contiene una cierta proporción de otros elementos de aleación, como molibdeno, vanadio, manganeso, silicio, etc., lo que le confiere un rendimiento equilibrado y cierta dureza y tenacidad. Es adecuado para diversas operaciones de doblado, incluyendo materiales más duros como el acero inoxidable. Tiene un precio moderado, buen rendimiento de procesamiento y es adecuado para el doblado de chapa convencional. Entre los aceros de baja aleación utilizados para la fabricación de herramientas se incluyen CrWMn, UMn2V, 7CrSiMnMoV (código CH1), GCrNiSiMnMoV (código GD), etc.

2. Acero al carbono para herramientas

Sus principales componentes son carbono y manganeso, y se puede obtener una mayor dureza mediante un simple tratamiento térmico. Sin embargo, su capacidad de carga es baja, por lo que se suele utilizar para fabricar herramientas manuales y herramientas de uso general. Gracias a su bajo coste, se ha convertido en una opción económica para numerosas aplicaciones de doblado. Los aceros al carbono para herramientas más utilizados son el T8A, el T10A, etc.

3. Acero para herramientas con alto contenido de carbono y cromo

Este tipo de acero presenta buena templabilidad y resistencia al desgaste, baja deformación durante el tratamiento térmico y se encuentra entre los aceros para herramientas de alta resistencia al desgaste, con baja deformación y una capacidad de carga superada solo por el acero de alta velocidad. Sin embargo, debido a la evidente segregación de carburos, se requiere recalcado axial y embutición radial para reducir las irregularidades de los carburos y mejorar su rendimiento. Los aceros para herramientas con alto contenido de carbono y alto contenido de cromo más utilizados son Cr12, Cr12MoV y Cr12Mo1V1 (código D2).

4. Acero de alta velocidad (HSS)

Este tipo de acero es el que ofrece mayor dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la compresión entre los aceros para herramientas, y su capacidad de carga es extremadamente alta. Mantiene su rendimiento incluso bajo altas tensiones térmicas. Es muy adecuado para aplicaciones con altas tensiones térmicas, pero su coste es relativamente alto. Se utiliza generalmente para flexión difícil y requisitos especiales de herramientas, como en las industrias aeroespacial y automotriz. Los aceros de alta velocidad más utilizados para herramientas incluyen el W18Cr4V (código 841) y el WGMo5Cr4V2 con tungsteno (código G542, denominado M2 en Estados Unidos), así como el acero de alta velocidad bajo en carbono y vanadio GWGMo5Cr4V (código GWG o bajo en carbono M2), desarrollado para mejorar la tenacidad.

5. Acero base

El acero base se refiere a un tipo de acero que añade una pequeña cantidad de otros elementos y ajusta adecuadamente el contenido de carbono según los componentes básicos del acero de alta velocidad para mejorar su rendimiento. Este tipo de acero se conoce colectivamente como acero base. En comparación con el acero de alta velocidad, este método mejora la resistencia al desgaste, la dureza y la tenacidad del acero de alta velocidad, por lo que resulta más rentable. Los aceros de matriz comúnmente utilizados en herramientas incluyen GCr₄W₃Mo₂V₄Nb (código G4Nb), 3Cr₄Mo₂V₄Si (código LD), 2Cr₄Mo₃SiMnVAL (código 5AL), etc.

6. Aleación cementada

Esta aleación, compuesta de carburo de tungsteno y cobalto, presenta una dureza y resistencia al desgaste extremadamente altas, ideal para operaciones de alta intensidad y producción a gran escala. Sin embargo, su costo es ligeramente superior y su procesamiento y reparación son difíciles. No obstante, su larga vida útil y alta eficiencia compensan esta deficiencia.

7. Combinación de acero y carburo.

Este tipo de aleación es un nuevo material que combina carburo y acero. Posee la alta dureza y resistencia al desgaste del carburo, así como la tenacidad y maquinabilidad del acero, por lo que es ideal para herramientas con alta resistencia al desgaste que necesitan soportar grandes impactos.

8. Nuevos materiales

El material necesario para las herramientas de prensa plegadora es un acero para matrices de trabajo en frío, que se caracteriza por su alta densidad, buena tenacidad y buena resistencia al desgaste. Por ello, en los últimos años se han buscado nuevos materiales con estas características, como el acero reforzado con cerámica y el supercarburo.

9. Acero al cromo-molibdeno (Chromoly)

Presenta alta resistencia a la tracción y tenacidad, y puede alcanzar una dureza de 45 HRC tras el tratamiento térmico. Su robustez y resistencia al desgaste y la corrosión prolongan la vida útil de las herramientas, lo que las hace ideales para doblar placas metálicas gruesas y manipular operaciones de gran tonelaje. Gracias a su menor deformación tras el tratamiento térmico, es ideal para herramientas de alta precisión y alta resistencia, como las de las industrias aeroespacial y de defensa.

10. Materiales especiales

Los materiales especiales incluyen plásticos, poliuretanos, polímeros y otras aplicaciones especiales para conformado, procesamiento de formas especiales o doblado protector. Por ejemplo, los polímeros ofrecen alta flexibilidad y durabilidad, reducen considerablemente el riesgo de rayaduras o marcas, y pueden soportar ciclos de doblado considerables. Son adecuados para su uso en electrónica de consumo y productos metálicos decorativos donde el acabado superficial es crucial.

Factores clave de rendimiento de los materiales de las herramientas de prensa plegadora

1. Dureza y resistencia

La dureza del material determina su capacidad para resistir la deformación durante la flexión. A mayor dureza, mayor resistencia al desgaste, pero también disminuye su tenacidad.

2. Resistencia al desgaste

Los materiales altamente resistentes al desgaste pueden reducir el mantenimiento de las herramientas y la frecuencia de las paradas, mejorando así la eficiencia de la línea de producción. La resistencia al desgaste es fundamental y puede afectar directamente la vida útil de las matrices de la prensa plegadora. Los entornos de alta tensión pueden desgastar los materiales más blandos con demasiada rapidez.

3. Rendimiento del tratamiento térmico

El material debe ser fácil de tratar térmicamente para lograr la dureza deseada y una mínima deformación. Por lo tanto, la capacidad de no sufrir cambios estructurales durante el tratamiento térmico es un factor crucial para mantener el rendimiento de la herramienta.

4. Tenacidad y ductilidad

La tenacidad del material se utiliza para soportar la carga de impacto durante el doblado. Una buena tenacidad puede evitar que la herramienta se rompa debido a un impacto instantáneo o errores de procesamiento. La ductilidad garantiza que la herramienta pueda soportar tensiones inesperadas durante el uso.

5. Análisis costo-beneficio

Los materiales con un mayor rendimiento integral pueden reducir en gran medida el costo general, y una mayor inversión inicial en materiales de alta calidad puede reducir las tasas de mantenimiento y reemplazo.

Criterios de selección de materiales para máquinas herramienta de doblado

1. Tipo y espesor de la placa metálica.

El grosor y el tipo de material de la placa doblada son factores importantes que influyen en la selección de los materiales de la herramienta. Las placas gruesas y las chapas metálicas duras requieren herramientas de alta dureza y tenacidad, mientras que las placas delgadas y el procesamiento de lotes pequeños pueden utilizar herramientas de materiales económicos. Además, los diferentes materiales de chapa metálica a doblar (como acero inoxidable, aluminio, cobre, etc.) presentan un desgaste diferente en la herramienta, por lo que la selección del material también presenta diferentes requisitos.

2. Salida

La producción se divide básicamente en tres tipos: baja, media y alta. La producción esperada determinará el tipo de material de la herramienta seleccionada. Para la producción en masa, se recomienda utilizar herramientas de prensa plegadora fabricadas con materiales duros de alta resistencia al desgaste, como el 219.

3. Requisitos de precisión y diferencia de altura

Según la situación real del trabajo, seleccione materiales que garanticen que todo el lote de piezas cumpla siempre con las tolerancias necesarias. Por ejemplo, las industrias electrónica y aeronáutica tienen requisitos estrictos de precisión en las piezas dobladas, por lo que es necesario seleccionar herramientas de prensa plegadora fabricadas con materiales resistentes al desgaste y de baja deformación.

4. Consideraciones especiales

Las consideraciones especiales incluyen la resistencia a la corrosión, las aplicaciones personalizadas y otros factores. Estos factores sugieren la selección de herramientas de acero inoxidable o materiales de recubrimiento especiales.

5. Estimación de la vida útil de la herramienta

Comprender la vida útil esperada de la herramienta en condiciones específicas puede servir de referencia para la selección del material. Por supuesto, el uso correcto de las matrices de la prensa plegadora también puede reducir el número de reemplazos y mantenimientos de herramientas, mejorando así la productividad y la eficiencia.

Requisitos de los materiales para herramientas de prensa plegadora en diferentes industrias

1. Procesando metal

Se utilizan comúnmente herramientas de acero de baja aleación y de acero al carbono, teniendo en cuenta la producción flexible y la rentabilidad.

2. Industria automotriz

El material debe ser lo suficientemente duradero para soportar múltiples ciclos sin degradar el rendimiento, por lo que comúnmente se utilizan acero con alto contenido de carbono y alto contenido de cromo y acero CrMo.

3. Aeroespacial

Las aplicaciones aeroespaciales prestan especial atención a los materiales compuestos ligeros y resistentes; las herramientas suelen estar hechas de aleaciones avanzadas y materiales compuestos para garantizar el rendimiento bajo tensión.

4. Fabricación de productos electrónicos

Las herramientas deben adaptarse a tolerancias muy estrictas y detalles finos, y requieren materiales de alta precisión que puedan lograr un doblado fino sin dañar las piezas sensibles.

Cómo mantener y gestionar las herramientas de prensa plegadora

1. La importancia de la inspección y el mantenimiento periódicos

Las inspecciones periódicas son cruciales para garantizar que las herramientas de la prensa plegadora se encuentren en óptimas condiciones de funcionamiento. La detección temprana de grietas, desgaste y otros peligros ocultos puede prevenir eficazmente fallos de las herramientas y accidentes que afecten la seguridad de la producción.

2. Limpieza y tratamiento de superficies

El uso correcto de solventes de limpieza, lubricantes y recubrimientos protectores puede prevenir la oxidación y el desgaste, extendiendo así eficazmente la vida útil de la herramienta y asegurando su rendimiento estable.

3. Requisitos de almacenamiento

Mantenga los estantes de herramientas almacenados en un entorno seco y con temperatura controlada para evitar eficazmente que las herramientas se oxiden y deformen.

4. Reafilado y reparación de herramientas

Las piezas desgastadas deben repararse o soldarse a tiempo. El reafilado de las herramientas desgastadas puede restaurar su forma geométrica y prolongar su vida útil.

5. Mantenimiento y almacenamiento según las propiedades de los materiales de las herramientas.

Cada material requiere un nivel de mantenimiento diferente. La inspección, limpieza y lubricación regulares pueden prolongar la vida útil de la herramienta. Por ejemplo, las herramientas de acero al carbono son propensas a oxidarse, por lo que es necesario prestar atención a la prevención de la humedad y el moho.

Progresos recientes y tendencias futuras

1. Innovación en materiales para herramientas

Los nuevos materiales incluyen nuevas aleaciones de alto rendimiento y tecnologías de recubrimiento, que mejoran eficazmente la resistencia al desgaste y reducen la fricción.

2. El impacto de la automatización y la fabricación inteligente en los materiales de las herramientas

La fabricación automatizada permite fabricar formas más complejas y acortar el tiempo de producción sin afectar la calidad y puede reducir la intervención humana.

3. Desarrollo sostenible y protección del medio ambiente

Para reducir la emisión de sustancias nocivas en el proceso de producción, la industria está promoviendo el desarrollo de materiales y procesos sostenibles, incluido el reciclaje de materiales de herramientas y la adopción de métodos de fabricación más respetuosos con el medio ambiente.

4. Futuras orientaciones de investigación

Las investigaciones futuras pueden centrarse en la micromodificación de la estructura del material, en materiales autorreparables de superficies inteligentes y en la vida útil de las herramientas asistida por IA.

Conclusión

La selección correcta y razonable de materiales es la garantía más directa de la vida útil, la calidad y el costo de producción de las herramientas, y desempeña un papel vital para lograr los resultados de fabricación esperados. Los fabricantes y los trabajadores del metal deben considerar los requisitos del producto, las condiciones del equipo y los presupuestos para satisfacer las cambiantes necesidades de la industria.

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