Optimización del diseño de matrices de estampación de metal duro para una mayor durabilidad y eficacia
Las matrices de estampación de metal duro, fabricadas principalmente con robustas aleaciones de tungsteno-cobalto como K01, K10, K20, K30 y K40, forman parte integral de la fabricación moderna debido a su extraordinaria dureza y [...]
Las matrices de estampación de metal duro, fabricadas principalmente con robustas aleaciones de tungsteno-cobalto como K01, K10, K20, K30 y K40, forman parte integral de la fabricación moderna debido a su extraordinaria dureza y a su superior resistencia al desgaste. Sin embargo, la fragilidad inherente y la resistencia a la flexión relativamente inferior de los materiales de carburo exigen consideraciones de diseño cuidadosas para maximizar tanto el rendimiento como la longevidad. Estos son los aspectos clave que hay que tener en cuenta al diseñar matrices de estampación de metal duro:
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- Selección del marco del troquel:
- Es fundamental elegir el material adecuado para el bastidor de la matriz. Lo ideal es que las placas superior e inferior de la matriz sean de acero 45, templado y revenido a una dureza de 25-30 HRC para soportar la matriz de metal duro sin comprometer la integridad estructural. También puede utilizarse acero E235A, pero debe evitarse la fundición gris debido a su menor resistencia y durabilidad. Además, la incorporación de postes guía y casquillos tipo bola mejora la precisión de guiado, mientras que un mango de matriz flotante ayuda a acomodar cualquier desalineación durante el funcionamiento.
- Métodos de fijación para punzones y matrices:
- La fijación de los componentes del punzón y la matriz puede lograrse eficazmente mediante fijación mecánica, que garantiza una sujeción segura y sin tensiones. Alternativamente, puede utilizarse la fijación por casquillo caliente, que simplifica el montaje y desmontaje debido a los diferentes coeficientes de dilatación térmica del acero y el carburo, con ajustes de interferencia típicos que oscilan entre 0,6% y 1% del diámetro y temperaturas de calentamiento entre 500-600°C.
- Diseño de la placa eyectora con resorte:
- Una placa eyectora accionada por resorte minimiza el contacto con la matriz de carburo, evitando así daños en el filo de corte. La placa eyectora debe guiarse con precisión y mantenerse al menos 0,05 mm por encima del espesor máximo del material para garantizar un funcionamiento suave. El material comúnmente utilizado para la placa eyectora es HS6-5-2C, endurecido a 42-46 HRC.
- Diseño de la placa de apoyo:
- Para aumentar la rigidez y evitar posibles grietas en la matriz de metal duro, es esencial incorporar una placa de apoyo endurecida. Esta placa, normalmente de HS6-5-2C con una dureza de 56-60 HRC, debe ser al menos de 1,2 a 1,25 veces más gruesa que la utilizada en las matrices de acero convencionales.
- Distribución uniforme de la tensión en los bordes de la matriz:
- El diseño de la matriz debe garantizar una distribución uniforme de la tensión a lo largo de los bordes para evitar el estampado unilateral, que podría provocar fracturas en los bordes y un desgaste prematuro.
- Selección de equipos de estampación:
- Dada la eficacia y precisión que requiere el uso de matrices de metal duro, resulta beneficioso seleccionar prensas de estampación de alta velocidad equipadas con dispositivos de alimentación automática. Estas máquinas son ideales para manejar las demandas de producción de gran volumen típicas de las operaciones de estampación de metal duro.
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