¿Qué acero para herramientas y revestimiento son mejores para estampar acero laminado?

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¿Qué tipo de acero para herramientas se usa para estampar M19 (acero eléctrico de silicio) para laminaciones de motores? ¿Cuáles son los pros y los contras de los diferentes aceros para herramientas y recubrimientos?

El acero eléctrico al silicio, o acero laminado, es un acero con bajo contenido de carbono (generalmente por debajo de AISI 1006) al que se le agrega silicio. Dado que el hierro en el acero tiene una alta conductividad eléctrica, las pérdidas por corrientes de Foucault creadas en el apilamiento son proporcionalmente altas. La adición de silicio al acero reduce las pérdidas por corrientes de Foucault y la conductividad eléctrica, mejorando la capacidad de penetración de los campos magnéticos y reduciendo las pérdidas por histéresis del acero.

Como término general, histéresis significa un retraso entre la entrada y la salida en un sistema ante un cambio de dirección. Con materiales magnéticos, si se aplica una señal de magnetización variable, el magnetismo resultante que se crea sigue a la señal aplicada, pero con un retraso.

El acero laminado se utiliza en muchas aplicaciones en las que los campos electromagnéticos son importantes, como transformadores y motores eléctricos. Si bien la adición de silicio mejora las propiedades magnéticas del acero y la resistencia a la corrosión, el objetivo principal es mejorar las pérdidas por histéresis del acero; nuevamente, el retraso entre el momento en que se genera o aplica por primera vez un campo magnético al acero y cuando el campo se desarrolla por completo.

La presencia de silicio en este acero suele rondar entre el 3% y el 5%, lo que hace que el acero sea quebradizo y más difícil de estampar. Dado que el grosor de la laminación suele ser pequeño, alrededor de 0,020 pulgadas, las órdenes de producción suelen ser grandes. Por ejemplo, el estator de un motor de 1/2 HP contiene alrededor de 250 a 300 láminas.

La presencia de silicio en el acero tiene un efecto negativo en el desgaste de la herramienta que se utiliza para estampar, por lo que hay que tener especial cuidado al diseñar un troquel para estampar acero laminado:

Se utiliza una variedad de aceros para herramientas y carburos para estampar acero laminado, según el volumen de producción: acero con alto contenido de carbono, acero con alto contenido de cromo (D-2), acero de alta velocidad (M-4) y carburo (CD- 260).

Para pedidos de baja cantidad de alrededor de 200 000 piezas, construya el troquel con acero D-2 tratado térmicamente hasta RC 60 a 62, que ofrece una vida útil del troquel de 2 a 3 millones de piezas. Para una cantidad de pedido mayor de aproximadamente 500 000 piezas y una vida útil del dado de 4 a 5 millones de piezas, use acero de alta velocidad (M-4) tratado térmicamente para RC 62 a 64. En ambos casos, el revestimiento del punzón y el dado con nitruro de titanio prolongará la vida útil.

Para pedidos de alrededor de 1 millón de piezas y una vida útil del troquel de 10 millones de piezas, construya el troquel de carburo (CD-260), que tiene una dureza de alrededor de RC 70 a 72. Puede aplicar carburo de vanadio al punzón y troquel de carburo para mejorar el desgaste resistencia y prolongar la vida útil.