¿Qué es el acero CR12?
El CR12 es un acero para herramientas de trabajo en frío con alto contenido de carbono y cromo, con un contenido de carbono del 2.0–2.3% y un contenido de cromo del 11.5–13%. Después del temple, su dureza puede alcanzar HRC 60–62. Ofrece una excelente resistencia al desgaste, buena templabilidad y una alta rentabilidad.
El CR12 se utiliza ampliamente en matrices de estampado en frío, matrices de extrusión en frío, matrices de trefilado y matrices de laminación de roscas que requieren alta resistencia al desgaste. Sin embargo, su tenacidad es relativamente baja, lo que lo hace inadecuado para aplicaciones con cargas de impacto pesadas.
Características principales deAcero CR12
- Alta dureza y resistencia al desgaste:Dureza de temple de HRC 60–62. El contenido de cromo de 11.5–13% forma abundantes carburos. La vida útil de la herramienta es 3–5 veces mayor que la del acero T10.
- Rentabilidad:20–30% más económico que el Cr12MoV y el SKD11, cumpliendo la mayoría de los requisitos de herramientas para trabajo en frío.
- Buena templabilidad:Las secciones inferiores a 100 mm pueden templarse completamente, con baja deformación de temple y buena estabilidad dimensional.
- Tecnología de procesamiento madura:Larga trayectoria de aplicación, proceso de tratamiento térmico estable y calidad constante.
1. Composición química del CR12
| Elemento | Contenido típico (%) | Rango estándar (%) | Función Principal |
|---|
| C | 2.15 | 2.00–2.30 | Forma carburos eutécticos, proporciona alta dureza y resistencia al desgaste |
| Cr | 12.25 | 11.50–13.00 | Mejora la templabilidad, forma carburos de cromo, mejora la resistencia a la corrosión |
| Si | 0.25 | ≤0.40 | Mejora la resistencia y la estabilidad al revenido |
| Mn | 0.25 | ≤0.40 | Mejora la templabilidad y la trabajabilidad en caliente |
| P | ≤0.030 | ≤0.030 | Elemento de impureza, reduce la tenacidad |
| S | ≤0.030 | ≤0.030 | Elemento de impureza, reduce la tenacidad |
2. Propiedades físicas del CR12
| Propiedad | Rango | Unidad | Observaciones |
|---|
| Densidad | 7.70–7.80 | g/cm³ | Temperatura ambiente |
| Módulo de elasticidad | 190–210 | GPa | Temperatura ambiente |
| Coeficiente de Poisson | 0.27–0.30 | – | Temperatura ambiente |
| Dilatación térmica | 10.5–11.5 | ×10⁻⁶/°C | 20–200 °C |
| Conductividad térmica | 25–30 | W/(m·K) | Temperatura ambiente |
| Calor específico | 460–500 | J/(kg·K) | Temperatura ambiente |
| Resistividad | 0.55–0.65 | µΩ·m | Temperatura ambiente |
| Punto de fusión | 1370–1400 | °C | – |
| Magnetismo | Ferromagnético | – | – |
3. Propiedades mecánicas del CR12
| Propiedad | Rango | Unidad | Observaciones |
|---|
| Dureza (Templado) | 60–64 | HRC | Temple en aceite 950–1000°C + revenido |
| Dureza (Recocido) | 217–269 | HB | Recocido a 830–870°C |
| Resistencia a la compresión | 2800–3000 | MPa | Templado y revenido |
| Resistencia a la flexión | 2500–2600 | MPa | Templado y revenido |
| Resistencia a la tracción | 1800–2200 | MPa | Templado y revenido |
| Límite elástico | 1500–1800 | MPa | Templado y revenido |
| Tenacidad al impacto | 20–30 | J/cm² | Sin muesca |
| Elongación | 1.5–2.5 | % | Material frágil |
| Tenacidad a la fractura | 18–22 | MPa·m½ | – |
| Campo de aplicación | Usos típicos | Temperatura de trabajo | Observaciones |
|---|
| Matrices de estampado en frío | Matrices para juntas, laminaciones de motor, matrices para piezas de automóviles | Temperatura ambiente | Aplicación principal, 100k–1M ciclos |
| Herramientas de cizallamiento | Cuchillas para corte de chapa de acero, cuchillas de corte longitudinal | Temperatura ambiente | Alta resistencia al desgaste |
| Matrices de extrusión en frío | Matrices de extrusión de aluminio y cobre | Temperatura ambiente | Baja resistencia a la deformación |
| Matrices de recalcado en frío | Matrices para conformado de pernos y tuercas | Temperatura ambiente | Lotes pequeños a medianos |
| Matrices de trefilado | Matrices para alambre de acero de bajo carbono y cobre | Temperatura ambiente | ≤5 mm de diámetro |
| Matrices para metalurgia de polvos | Moldes para polvo de hierro y cobre | Temperatura ambiente | Presión de 450–550 MPa |
| Herramientas de medición | Calibres de tapón, calibres de precisión | Temperatura ambiente | Alta precisión |
| Herramientas de roscado | Matrices para laminado de roscas | Temperatura ambiente | Conformado de roscas |
| Matrices de doblado | Matrices de plegado tipo V y tipo U | Temperatura ambiente | Conformado simple |
Aplicaciones no recomendadas para CR12
| Aplicación | Condición | Motivo | Alternativa recomendada |
|---|
| Matrices grandes | Tamaño > 400 mm | Dureza insuficiente del núcleo | Cr12MoV, SKD11, D2 |
| Matrices para placas gruesas | Placas de >3 mm | Alto impacto, astillamiento de bordes | Cr12MoV, DC53. |
| Matrices de alto impacto | Carga pesada | Baja tenacidad | Cr12MoV, DC53. |
| Matrices para trabajo en caliente | >250°C | Baja resistencia al calor | H13, 3Cr2W8V |
| Moldes para Plástico | Moldes de Inyección | Baja pulibilidad | P20, 718H, S136 |
| Matrices de precisión | Alta precisión | Gran deformación | DC53, SKD11 |
| Dimensión | Principio de selección | Desbaste | Mecanizado de acabado |
|---|
| Tipo de herramienta | Seleccionar por dureza | Carburo recubierto | Herramientas de CBN |
| Velocidad de corte | Mayor dureza, menor velocidad | 100–150 m/min | 60–100 m/min |
| Velocidad de avance | Grande para desbaste, pequeño para acabado | 0.2–0.3 mm/r | 0.05–0.1 mm/r |
| Profundidad de corte | Grande para desbaste | 1–2 mm | 0.1–0.3 mm |
| Método de enfriamiento | Se requiere enfriamiento completo | Emulsión | Enfriamiento a alta presión |
Lógica de selección de parámetros de mecanizado de CR12
| Dimensión | Lógica de selección | Desbaste | Mecanizado de acabado |
|---|
| Velocidad de corte | Depende de la herramienta y la dureza | 80–120 m/min | 40–80 m/min |
| Velocidad de avance | Mayor para desbaste | 600–1500 mm/min | 200–800 mm/min |
| Profundidad de corte | ≤1/3 del diámetro de la herramienta | 1–5 mm | 0.1–0.5 mm |
| Velocidad del husillo | S=1000V\/(πD) | 2000–3500 rpm | 3000–5000 rpm |
| Trayectoria de la herramienta | Optimizar la fuerza de corte | Fresado trocoidal | Fresado de contornos |
1. Desgaste excesivo de la herramienta después del temple (HRC 58–62)
- Utilizar herramientas de carburo recubiertas de CBN o TiAlN
- Velocidad: 100–300 m/min, Avance: 0.05–0.2 mm/rev
- Utilizar niebla de aceite o refrigeración de alta presión
- Desbaste completo antes del tratamiento térmico
2. Deformación severa después del tratamiento térmico
- Relación de forja ≥4–5
- Calentamiento por etapas: 600→800→980°C
- Temple isotérmico a 200–250°C
- Revenido 2–3 veces a 180–220°C
3. Agrietamiento y desprendimiento de bordes en servicio
- Seleccionar acero de alta calidad (grado de carburo ≤3)
- Templar a 950–1000°C, revenir dos veces
- Radio de borde R0.3–0.5 mm
- Utilizar Cr12MoV o DC53 para alto impacto
4. Grietas de rectificado después del temple
- Utilizar muelas de corindón blanco (grano 46–80)
- Velocidad de la muela: 15–20 m/s
- Utilizar refrigeración suficiente
- Aplicar rectificado intermitente
5. Rotura de brocas y machos a HRC >55
- Utilizar perforación por EDM primero
- Brocas de carburo: 300–400 rpm
- Machos de carburo con recubrimiento de TiAlN
- Perforar previamente antes del tratamiento térmico
6. Grandes diferencias en la vida útil de la herramienta
- Utilizar acero de alta calidad
- Dureza: HRC 58–60
- Recubrimiento PVD o TD
- Tratamiento criogénico: -80 a -120°C
- Mantenimiento regular
