¿Qué es el acero para moldes K110?
El K110 es unAcero para trabajo en frío de alto carbono y alto cromoAcero para moldescon un contenido de carbono de 1.50%-1.70% y un contenido de cromo de 11%-13%. Después del temple, su dureza puede alcanzarHRC 60-64. Presenta una excelente resistencia al desgaste y buena estabilidad dimensional, con una resistencia a la compresión de aproximadamente 2800 MPa. Es ideal para la fabricación de moldes de trabajo en frío de alta carga y alto desgaste, como matrices de punzonado en frío, matrices de recalcado en frío y matrices de estirado, lo que lo convierte en el material preferido para aplicaciones que exigen una resistencia extrema al desgaste.
Características principales del acero K110
- Dureza ultra alta:Dureza de temple de HRC 60-64, superior al acero D2, adecuado para aplicaciones de alto desgaste como el punzonado en frío de alta carga y el recalcado.
- Excelente Resistencia al Desgaste:El alto contenido de carbono y cromo forma una gran cantidad de carburos. La resistencia al desgaste es superior a la del acero Cr12 y solo superada por el acero de alta velocidad, lo que prolonga significativamente la vida útil del molde.
- Gran estabilidad dimensional:La deformación mínima durante el tratamiento térmico garantiza la precisión del molde, adecuado para matrices de corte de precisión y matrices de embutición.
- Alta resistencia a la compresión:La resistencia a la compresión es de aprox. 2800 MPa, con una resistencia a la flexión de aprox. 2200 MPa, capaz de soportar condiciones de alta exigencia.
- Tenacidad moderada:La tenacidad al impacto $\alpha_k$ es de aproximadamente 12-15 J/cm², manteniendo una alta dureza y reduciendo el riesgo de fractura frágil.
- Buen Rendimiento de Pulido:Se puede lograr un alto acabado superficial después de un tratamiento adecuado, apto para moldes de precisión que requieren una alta calidad superficial.
- Resistencia Básica a la Corrosión:El contenido de cromo de 11%-13% proporciona capacidades anticorrosión fundamentales para entornos húmedos.
- Buena Rectificabilidad:Fácil de rectificar para lograr alta calidad superficial, facilitando el acabado y las reparaciones.
1. Tabla de Composición Química
| Símbolo del elemento | Contenido típico (%) | Rango estándar (%) | Función principal |
|---|---|---|---|
| Cr | 11.5 | 11.00-13.00 | Forma carburos de cromo para aumentar la dureza, mejorar la templabilidad y proporcionar resistencia a la corrosión. |
| C | 1.55 | 1.40-1.60 | Proporciona dureza y resistencia al desgaste; forma carburos para mejorar la retención del filo. |
| Mo | 0.7 | 0.70-1.20 | Mejora la templabilidad y la tenacidad; aumenta la resistencia al desgaste y la resistencia a altas temperaturas. |
| V | 1.0 | 0.50-1.10 | Refina los granos; forma carburos de vanadio duros para mejorar la resistencia al desgaste y la tenacidad. |
| Mn | 0.4 | ≤0.60 | Aumenta la templabilidad y mejora el rendimiento de procesamiento y la resistencia. |
| Si | 0.3 | ≤0.60 | Mejora la resistencia y la resistencia al calor; actúa como desoxidante. |
| P | ≤0.001 | ≤0.030 | Elemento de impureza; requiere un control estricto. |
| S | – | ≤0.030 | Elemento de impureza; requiere un control estricto. |
2. Tabla de Propiedades Físicas del K110 (Atributos Intrínsecos del Material)
| Índice de Rendimiento | Rango de valores | Unidad | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Densidad | 7.7 | g/cm³ | A temperatura ambiente, aprox. 0.278 lb/in³ |
| Punto de fusión | 1420 | °C | Aprox. 2590°F |
| Módulo de elasticidad | 200 | GPa | Módulo de Young a temperatura ambiente |
| Coeficiente de Poisson | 0.28-0.30 | – | Parámetro de deformación elástica |
| Capacidad calorífica específica | 460 | J/(kg·K) | A temperatura ambiente (20°C) |
| Conductividad térmica | 20-25 | W/(m·K) | Aumenta ligeramente con la temperatura a temperatura ambiente |
| Coeficiente de dilatación térmica | 10.4-11.7 | ×10⁻⁶ /°C | Rango de temperatura 20-100°C |
| Resistividad Eléctrica | Aprox. 0.57 | µΩ·m | A temperatura ambiente |
| Dureza (Tal como se entrega) | ≤250 | HB | Estado recocido blando |
| Dureza (Tratado térmicamente) | 60-62 | HRC | Después del temple + revenido a baja temperatura |
| Resistencia a la tracción (Recocido) | ≥480 | MPa | Valor mínimo en estado recocido |
| Resistencia a la tracción (Templado) | ≥2000 | MPa | Estado de alta dureza después del temple y revenido |
| Límite elástico (Recocido) | ≥275 | MPa | Valor mínimo en estado recocido |
| Límite elástico (Templado) | ≥1800 | MPa | Estado de alta dureza después del temple y revenido |
| Elongación | Aprox. 16 | % | En estado recocido |
3. Tabla de Propiedades Mecánicas del K110 (Características de Respuesta al Esfuerzo)
| Índice de Rendimiento | Rango de valores | Unidad | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Dureza (Templado) | 63-65 | HRC | Estado de temple antes del revenido |
| Dureza (Templado a 200°C) | 61-62 | HRC | Recomendado para moldes de trabajo en frío |
| Dureza (Templado a 250°C) | 59-60 | HRC | Tenacidad mejorada, dureza ligeramente inferior |
| Resistencia a la tracción | 2200-2500 | MPa | Después del temple + revenido a baja temperatura |
| Límite elástico | 1800-2000 | MPa | Después del temple + revenido a baja temperatura |
| Resistencia a la compresión | 2800-3200 | MPa | Indicador clave para matrices de extrusión en frío |
| Resistencia a la flexión | 2500-2800 | MPa | Capacidad para soportar cargas de flexión |
| Elongación | 1.5-2.5 | % | Baja elongación para materiales de alta dureza |
| Tenacidad al impacto (sin entalla) | 12-15 | J/cm² | Valor típico con revenido a 200°C |
| Tenacidad al impacto (revenido a 200°C) | 10-12 | J/cm² | Revenido a baja temperatura, prioridad en la dureza |
| Tenacidad al impacto (revenido a 250°C) | 13-15 | J/cm² | Revenido a temperatura media, prioridad en la tenacidad |
| Resistencia a la Fatiga ($10^7$ ciclos) | 650-750 | MPa | Límite de fatiga cíclica |
| Módulo de elasticidad | 200-210 | GPa | Módulo de Young a temperatura ambiente |
| Coeficiente de Poisson | 0.28-0.30 | – | Parámetro de deformación elástica |
| Resistencia al desgaste (Pin-on-Disk) | 0.08-0.12 | mm³/(N·m) | Datos de prueba de desgaste pin-on-disk |
| Resistencia al desgaste (Rueda seca) | 0.5-0.8 | mm³/1000 veces | Datos de prueba de desgaste con rueda de arena seca/goma |
Aplicaciones típicas deAcero para moldes K110
| Campo de aplicación | Características Principales | Productos típicos | Ventaja de rendimiento |
|---|---|---|---|
| Estampado de precisión | Alta resistencia al desgaste + Estabilidad dimensional | Conectores, Núcleos de motor, Muelles de precisión | Vida útil aumentada 3 veces o más en comparación con Cr12; 67%-100% en comparación con D2 |
| Extrusión en frío | Alta resistencia a la compresión + Resistencia al desgaste | Perfiles de Aluminio, Piezas no ferrosas | Vida útil aumentada 2-3 veces en comparación con el acero para moldes convencional |
| Metalurgia de polvos | Resistencia al desgaste ultra alta + Precisión | Engranajes, Piezas Estructurales de Precisión | Vida útil aumentada 4 veces (de 20k a 80k ciclos) |
| Mecanizado de roscas | Alta dureza + Resistencia al desgaste | Matrices de Laminación de Roscas para Pernos/Tornillos | Vida útil significativamente superior al acero D2 |
| Recalcado en frío | Alta resistencia al desgaste + Resistencia a la compresión | Matrices de Recalcado en Frío para Pernos/Tuercas | Buen rendimiento para la producción en masa |
| Cizallado/Corte | Alta resistencia al desgaste | Matrices de cizallamiento para chapa fina (≤1mm) | Mayor vida útil para el cizallamiento de materiales delgados |
| Estirado/Trefilado | Alta resistencia al desgaste + Estabilidad dimensional | Matrices de trefilado de alambre/tubo | Excelente resistencia al desgaste y estabilidad dimensional |
Escenarios en los que NO se recomienda el K110
| Escenario no recomendado | Limitaciones Principales | Modo de fallo típico | Sugerencia de Material Alternativo |
|---|---|---|---|
| Recalcado/Extrusión en frío | Baja tenacidad al impacto (10-15 J/cm²) | Desconchado, Fractura (<500 piezas) | DC53, LD, S7 |
| Troquelado de placas gruesas (≥3-6mm) | Tenacidad insuficiente | Desconchado de bordes, Agrietamiento | A2, D2, Cr12MoV |
| Moldes grandes (longitud >500 mm) | Templabilidad limitada | Agrietamiento, Deformación durante el tratamiento térmico | Cr12MoV |
| Moldes para trabajo en caliente (>250°C) | Estabilidad térmica insuficiente | Ablandamiento, Fallo | H13 |
| Moldes para Plástico | Difícil de Mecanizar, Sin Resistencia a la Corrosión | Dificultad de procesamiento, Oxidación | 718H, S136, NAK80 |
| Matrices progresivas de precisión | Resistencia a la fatiga insuficiente | Agrietamiento por Fatiga (a 30k ciclos) | SKH-9, SKH-51 |
| Matrices de Embutición Profunda | Baja ductilidad (1.5-2.5% Elongación) | Agrietamiento | Cr12MoV |
| Cizallado de placas gruesas (≥6mm) | Resistencia al impacto insuficiente | Desconchado de bordes, vida útil corta (50% del D2) | LD, Cr12MoV |
| Embutición de Paneles de Carrocería | Baja ductilidad, tenacidad insuficiente | Agrietamiento tipo piel de naranja | Acero especializado para trefilado |
| Moldes de pared delgada/esquina viva | Concentración de tensiones, Baja tenacidad | Fractura en Esquinas Afiladas | Aceros para moldes de mayor tenacidad |
| Requiere pulido espejo | Alto contenido de cromo, pulido deficiente | No se puede lograr un acabado espejo | S136, NAK80 |
| Matrices para metalurgia de polvos | Resistencia a la compresión insuficiente | Desgaste rápido debido al impacto | Aceros especializados de metalurgia de polvos |
¿Qué herramientas utilizar para el mecanizado de K110?
| Etapa / Dureza del material | Tipo de herramienta | Prioridad de recubrimiento | Marcas recomendadas |
|---|---|---|---|
| Desbaste (Recocido HRC25-30) | Carburo estándar (WC-Co) | Recubrimiento de TiAlN | Zhuzhou Diamond YC30S, Sandvik GC4225, Zigong Great Wall 798 |
| Semiacabado (Pretemplado HRC35-45) | Carburo de grano ultrafino (0.5-1μm) | AlTiN (Prioridad) > TiSiN | Sandvik GC1030, Kennametal KC5010, Zhuzhou Diamond YBG205, Iscar |
| Acabado (HRC50-55) | Carburo de alto rendimiento o CBN | AlTiN (para Carburo) / Sin recubrimiento (CBN) | Sandvik GC1030, Kennametal KC5010, Halnn Superhard BN-H10 |
| Acabado (HRC55-65) | Herramientas de CBN (Sólidas o Soldadas) | Sin recubrimiento | Importado: Sumitomo BN-S200/BNC200, Element Six CBN300, Sandvik CB7015, Kennametal KBN10, Seco, Walter, Kyocera;China: Funik FBN-S30, Halnn Superhard, Zhengzhou Xinya |
Lógica de selección de parámetros de mecanizado para K110
| Dimensión del núcleo | Lógica de selección | Parámetros prácticos |
|---|---|---|
| Velocidad de Corte ($V_c$) | Un material más duro requiere menor velocidad; el CBN permite alta velocidad. | Recocido: 80-150 m/min; Templado (HRC55-65): 150-250 m/min (CBN) |
| Velocidad de Avance ($F$) | $F = S \times Z \times f_z$; Una mayor dureza requiere un avance menor. | Desbaste: 0.1-0.25 mm/rev; Acabado: 0.05-0.15 mm/rev |
| Profundidad de Corte ($a_p$) | Máximo de 1/10 a 1/5 del diámetro de la herramienta. | Desbaste (Recocido): 0.5-2 mm; Acabado: 0.05-0.3 mm |
| Velocidad del husillo ($S$) | $S = \frac{1000 \cdot V_c}{\pi \cdot D}$; Un diámetro mayor requiere menores revoluciones por minuto. | Recocido: 1200-2000 rpm; HRC55-65: 600-1000 rpm (CBN) |
| Método de enfriamiento | La alta dureza requiere un enfriamiento a mayor presión (5-8 bar). | Recocido: Emulsión (5-10%); Templado: Refrigeración a alta presión o Base aceite |
| Estrategia de Trayectoria | Entrada helicoidal/en rampa; Fresado en concordancia para reducir el desgaste. | Entrada helicoidal; Fresado en concordancia; Paso lateral: Desbaste 50-70%, Acabado 10-30% |
Problemas y soluciones típicas para moldes de acero K110
1. ¿Qué hacer si las matrices de extrusión en frío K110 se rompen con facilidad?
Causa:La baja tenacidad (10-15 J/cm²) no puede soportar la carga de impacto de la extrusión en frío.
Soluciones:
① Reduzca la dureza a HRC 58-60 para mejorar la tenacidad.
② Cambie a materiales más tenaces (DC53, SKD11).
③ Realice un tratamiento criogénico.
④ El K110 generalmente no se recomienda para extrusión en frío.
2. ¿Cómo solucionar el astillamiento de bordes en matrices de estampado K110?
Causa:La dureza excesiva (HRC 61) reduce la tenacidad; concentración de tensiones en el borde.
Soluciones:
① Reduzca la dureza a HRC 58-60.
② Aplique un radio al borde (R0.3).
③ Verifique si el espesor del material de estampado excede los límites.
④ Cambie a Cr12MoV o DC53.
3. ¿Qué hacer ante una deformación grave después del tratamiento térmico?
Causa:Temperatura de austenización demasiado alta, enfriamiento inadecuado o estructura original irregular.
Soluciones:
① Utilice calentamiento escalonado.
② Utilice procesos de temple isotérmico.
③ Realice un recocido de esferoidización previamente.
④ Deje un margen de mecanizado de 0.5-1mm.
⑤ Busque una instalación profesional de tratamiento térmico.
4. ¿Fresado difícil y desgaste rápido de la herramienta?
Causa:La alta dureza y resistencia al desgaste del K110 son excesivas para las herramientas estándar.
Soluciones:
① Realice la mayor parte del mecanizado antes del tratamiento térmico.
② Utilice herramientas de CBN después del tratamiento térmico.
③ Utilice fluidos de corte de extrema presión (EP).
④ Considere el DC53 para una mejor maquinabilidad.
5. ¿Aparición de grietas durante el rectificado?
Causa:Tensión de rectificado excesiva o enfriamiento insuficiente.
Soluciones:
① Utilice muelas aglomeradas con resina (grano 80-120).
② Mantenga la velocidad de rectificado a 20-25 m/s.
③ Utilice abundante fluido de rectificado soluble en agua.
④ Rectificado intermitente.
⑤ Revenido a baja temperatura (180-200°C durante 2 horas) después del rectificado.
6. ¿Qué herramientas son las mejores para K110?
Antes del Tratamiento Térmico:Herramientas de acero de alta velocidad (HSS) (W6Mo5Cr4V2) o herramientas de carburo (YG8, YG6).
Después del Tratamiento Térmico:Debe utilizar herramientas de CBN (Sumitomo BN-S200, Kyocera CB50) o herramientas de diamante.
Parámetros:Velocidad 15-30 m/min, Avance 0.05-0.1 mm/rev.
Descargar PDF de Parámetros de Rendimiento Detallados del K110
| Artículo | Detalles |
|---|---|
| Archivo | k110-mold-steel-guide-properties-applications-and-machining.pdf |
| Tipo | application/pdf |
| Tamaño | 219 KB |
| Enlace | https://moldsteells.com/wp-content/uploads/2026/03/k110-mold-steel-guide-properties-applications-and-machining.pdf |
