Este documento trata sobre los diferentes tipos de materiales utilizados para fabricar herramientas de maquinado. Describe las propiedades requeridas para estos materiales como alta dureza y resistencia a la abrasión. Luego discute varios tipos de aceros como los aceros al carbono, aceros rápidos y aleaciones fundidas, y cómo se han desarrollado materiales más avanzados como los aceros rápidos con recubrimientos. Finalmente, presenta tablas sobre las composiciones químicas recomendadas de aceros rápidos y sus camp

1. ACEROS PARA
HERRAMIENTAS
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA
DISEÑO DE HERRAMIENTAS

2. PROPIEDADES EXIGIDAS
Los materiales a ser utilizados en la fabricación
de herramientas para maquinado exigen tener:
• Elevada dureza en frío y en caliente,
bastante superior a la del material a
mecanizar.
• Resistencia a la abrasión.
• Baja oxidación y difusión.
• Obtención de precios competitivos.
Las propiedades exigidas dependen de:
 Material a mecanizar
 Tipo de mecanizado

3. INTRODUCCION
 El objetivo final de los procesos de investigación en
materiales es reducir el costo y tiempos de maquinado.
 Con el acero rápido se aumenta la velocidad de corte.

4. DESARROLLO DE LOS MATERIALES PARA
HERRAMIENTAS

5. VELOCIDAD DE
CORTE (m/min)
CLASIFICACIÓN
0 A 30 VELOCIDAD BAJA
CONVENCIONAL
30 A 610 VELOCIDAD MEDIA
CONVENCIONAL
610 A 1810 VELOCIDAD ALTA
(HS)
1810 A 18300 VELOCIDAD MUY
ALTA (VHS)
18300 A 152400 VELOCIDAD ULTRA
ALTA (UHS)
Tabla 1. Clasificación de las velocidades de Corte

6. A - DIAMANTE
B - CBN
C - CERAMICA AL2O3
D - CERAMICA SI3N4
E - METAL DURO
F - ALEACIONES
FUNDIDAS
G - ACERO RAPIDO
H - ACERO
HERRAMIENTA
Dureza del material
de la herramienta
en función de la
temperatura

7. Resistencia a la
flexión de los
materiales para
herramienta

8. TIPOS DE MATERIALES
 Aceros al Carbono (aceros para
herramienta)
 Aceros Rápidos
 Aleaciones fundidas (estelita)
 Metal duro
 Cerámica
 Cermets
 Nitrato de boro cúbico (CBN)
 Diamante.

9. ACEROS
 A

10. ACEROS
 A

11. ACEROS AISI
 .

12. ACEROS AISI
 .

13. ACEROS AISI A
 ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO TEMPLABLES AL
AIRE GRUPO A: Utilizados en operaciones de
estampado, embutido, troquelado, doblado, que tengan
formas complejas y que deba mantener su forma
inalterable después del temple y revenido.

14. ACEROS AISI A
 .

15. ACEROS AISI O

 ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO: Utilizados
en operaciones de estampado, embutido,
troquelado, doblado, cizallado y prolongadas
temperaturas sobre los 260 C.

16. ACEROS AISI O
 .

17. ACEROS AISI S
 . ACEROS RESISTENTES AL IMPACTO. GRUPO S:
Operaciones de troquelado de chapa metálica,
estampado de piezas, cinceles neumáticos para
romper pavimento y en general aplicaciones que
requieran de una alta tenacidad y resistencia al
choque.

18. ACEROS AISI S
 .

19. ACEROS AISI H
 .
 ACEROS PARA TRABAJO EN CALIENTE AL
TUNGSTENO. GRUPO H21-H26: Limita hasta los 620
C. Poseen muchas características de los aceros
rápidos. Deben ser precalentados antes de usarlos a
la temperatura de trabajo para evitar la fractura.

20. ACEROS AISI H
 .

21. ACEROS AL CARBONO
(aceros para herramienta)
 Aceros ferrosos
 Contenido de carbono entre 0.8 – 1.8%
 Pequeña cantidad de Si y Mn.
 Temperatura de trabajo inferior a 200 °C.
 Pierden rapidamente su dureza.
 Para materiales blandos.
 Velocidad baja de corte.
 Aceros aleados (Baja aleación)
 Contienen Fe, C, Mn, Si, 1.5%Cr, 1.2%W, 0.5%Mo,
1.2%V.
 Admiten temperaturas de trabajo de hasta 200°C

22. ACEROS AL CARBONO
(aceros para herramienta)

23. ACEROS AISI RAPIDOS
HSS
 .
ACEROS RAPIDOS AL TUNGSTENO, GRUPO T: Caracterizado por su
dureza al rojo y resistencia al desgaste 52 RC a 540 C y 48 RC.A 595 C
se pueden llegar hasta 70 RC en aceites o baños de sales calientes.
Tienen gran cantidad de carburos en su micro-estructura.
ACEROS RAPIDOS AL MOLIBDENO, GRUPO M: El 95% de las
herramientas que se fabrican con aceros rápidos se fabrican con
Molibdeno, son templables en aceite y solamente así resisten los
cambios dimensiónales. Mas económicos.

24. ACEROS AISI RAPIDOS
HSS
 .

25. Acero Rápidos
 Mayores temperaturas de trabajo.
600°C
 Mayores velocidades de corte
 Dureza en frio entre 60 – 70 HRC
 Altos costos de obtención
 Mayor resistencia a la abrasión
 Proceso de fabricación más complejo

26. CONTITUYENTES PRINCIPALES
 TUNGSTENO (W): Principal formador de
carburos, aumenta la resistencia al
revenido y al desgaste.
MOLIBDENO (Mo): aumenta la
templabilidad y mejora tenacidad.
VANADIO (V): formador de carburos y
aumenta resistencia al desgaste.
COBALTO: Eleva el límite de temperatura
crítica elevando la dureza con la
temperatura. Más carbonatos se disuelven y
la dureza en caliente aumenta

27. Acero Rápidos
 Proceso de fabricación más complejo

28. Acero Rápidos
 Proceso de

29. N
o
NORMAS COMPOSICION QUIMICA (%) TIPO DE
TRABAJO
ISO AISI DIN C Cr W Mo V Co S
1
2
3
S4 M2 S6-5-2
- - S6-5-2+S
S2 M7 S2-9-2
0.9 4.1 6.5 5.0 1.9
0.9 4.1 6.5 5.0 1.9
0.12
1.0 3.8 1.8 8.5 2.0
LEVE
4
5
6
S5 M3 S6-5-3
S8 M35 S6-5-2-5
- - S6-5-2-5+S
1.22 4.1 6.4 5.0 2.9
0.92 4.1 6.4 5.0 1.9 4.8
0.92 4.1 6.4 5.0 1.9 4.8 0.1
MEDIO
7
8
9
- - S-12-1-4-5
- - S-2-10-1-8
S10 - S-10-4-3-10
1.35 4.1 12.0 0.8 3.8 4.8
1.08 4.1 1.5 9.5 1.2 8.0
1.23 4.1 10.0 3.8 3.3 10.5
PESADO
Tabla I. Aceros Rápidos para herramientas.

30.  s
8. EVOLUCION DE LOS
MATERIALES DE HERRAMIENTAS

31. Aceros rapidos con revestimientos
 Necesidad:
-Resistencia al desgaste
-Tenacidad
 Objetivo
-Aumento de la productividad en los procesos
de mecanizado
 Resultados
-Durezas de 2000 a2500 VICKERS
-Substratos tenaces
-Reducción de fricción pieza-herramienta
-Reducción de difusión
-Adición de material

32. Aceros rapidos con revestimientos

33. Aceros rapidos con revestimientos

44. N
o
NORMAS COMPOSICION QUIMICA (%) TIPO DE
TRABAJO
ISO AISI DIN C Cr W Mo V Co S
1
2
3
S4 M2 S6-5-2
- - S6-5-2+S
S2 M7 S2-9-2
0.9 4.1 6.5 5.0 1.9
0.9 4.1 6.5 5.0 1.9
0.12
1.0 3.8 1.8 8.5 2.0
LEVE
4
5
6
S5 M3 S6-5-3
S8 M35 S6-5-2-5
- - S6-5-2-5+S
1.22 4.1 6.4 5.0 2.9
0.92 4.1 6.4 5.0 1.9 4.8
0.92 4.1 6.4 5.0 1.9 4.8 0.1
MEDIO
7
8
9
- - S-12-1-4-5
- - S-2-10-1-8
S10 - S-10-4-3-10
1.35 4.1 12.0 0.8 3.8 4.8
1.08 4.1 1.5 9.5 1.2 8.0
1.23 4.1 10.0 3.8 3.3 10.5
PESADO
Tabla II. Aceros Rápidos recomendados para herramientas.

45. TIPOS
DE
HERRAMIENTA
TIPOS DE MATERIALES DE TRABAJO
ACEROS HIERRO FUNDIDO NO FERROSOS
LEVE MEDIO
PESADO
LEVE MEDIO
PESADO
LEVE MEDIO
PESADO
BROCA Y
ALARGADORES
1 1 5 1 1 5 1 1 5
MACHOS PARA
ROSCAS
3-1 4 5 3-1 4 5 3-1 4 5
LIMADORAS 1-2 1-2 4-1 1-2 1-2 4-1 1-2 1-2 4
FRESAS 1-2 4-5 7-9
6-8
1-2 4-5 7-9
6-8
1-2 4-8 7-9
ALARGADORES
DE ACABADO
1 4 7 1 4 7 1 4 7
SIERRAS 1 1 5 1 1 5 1 1 5
HTAS. TORNO 5 7-8 9 5 7 9 1-5 7 9
HTAS. BROCHAR 1-3 1-3 5 1-3 1-3 5 5-3 5-3 5
Tabla III. Campo de aplicación de los aceros Rápidos.