Acero para Herramients de Hitachi Metals para Moldes de

Trabajo en Caliente

DAC,DAC-MAGIC (Equivalentes a JIS SKD61;AISI H13)

Hitachi Metals, Ltd Tool Steel Business Unit High-Grade Metals Company

Report No. SR1936

Antecedentes del desarrollo del “DAC” 1

Requerimientos para aceros para trabajo en Caliente

Aumento de la

Vida de la Matriz

Reducción del Costo

de Fabricación de la Matriz

Propiedades del DAC

Buen balance entre resistencia a altas temperaturas y tenacidad Buena maquinabilidad Menor deformación luego del tratamiento térmico Alta Tenacidad en comparación al acero standard SKD61

Aumento de la resistencia a la

aparición de Fisuras y su crecimiento

Aumento de la Eficiencia en el

Maquinado y la Vida de la Herramienta

Cómo Mejorar“DAC” 2

Princiales puntos mejorados

ISOTROPY tool steel is so named because the difference in mechanical properties between its longitudinal (forging direction) and transverse direction is reduced, thus overcoming a weak point of ordinary steels.

This technological concept, which is highly evaluated by users of tool steel, and thus contributes significantly to stabilizing their characteristics and prolonging their service life.

ISOTROPÍA de un acero para herramienta se refiere a la reducción de la desigualdad de las propiedades mecánicas entre su dirección longitudinal (dirección de forjado) y la transversal, que es un punto débil de los otros aceros.

Este concepto tecnológico, que es altamente valuado por los usuarios de los aceros para herramientas, contribuye significativamente a la estabilidad de sus características y prolonga su vida útil.

Isotropía

Cómo Mejorar“DAC” 3

Principales puntos mejorados

Normal SKD61

Isotropía EtapaⅡ

Isotropía Etapa Ⅰ

Núm

bero

Índi

ce d

el V

alor

del Im

pacto

(Enta

lla 2

U)

Isotropía Etapa Ⅱ

Isotropía Etapa Ⅰ

Normal SKD61

Temperatura de Ensayo (℃)

Núm

bero

Índi

ce d

el V

alor

del Im

pacto

(Enta

lla 2

V)

Tenacidad e Isotropía del DAC comparado con el Normal SKD61

4

Aceros de Hitachi Metals para Moldes de Trabajo en Caliente

DAC-P,DAC-S,DAC-MAGIC

5

Esfuerzo de Compresión

Esfuerzo de tracción

Molde

Yasugi Works

Esfuerzo de Compresión

Esfuerzo de tracción

Molde

＜Proceso de moldeo＞ ＜Proceso de enfriado＞

Ciclos exigentes de operación

Aumento de la temp. superficial ⇒ Reducción de la resistencia

Temperatura diferencial Int-Ext ⇒ Aumento del esfuerzo de traccion

Heat check

Heat check temprano

Se requiere Tenacidad

Repetidos esfuerzos

Heat check

Aumento temperatura del molde

（１） La influencia de los exigentes ciclos de operación en los moldes

Se requiere mayor resistencia a la temperatura

① Ciclos exigentes de operación y el heat check

1. Propiedades requeridas para un acero para moldes

6

Prevenir la fisura desde el canal de refrigeración es muy importante

Yasugi Works

Esfuerzo de tracción

＋ Corrosión Molde

Alta producción

＜Canales cerca de la superficie＞ El gradiente de temperatura es alto ⇒ Alto esfuerzo de tracción

＜Aumento de número de enfriamiento＞ Disminución de la tenacidad del molde ⇒ Alto esfuerzo de tracción

＜Proceso de moldeo＞

Diferencia de temperatura es baja

Fisura desde el canal

② Ciclos exigentes de operación y fractura desde los canales de agua de

refrigeración

Canal

Agua refrigeración Canal refrigeración

SCC* Se requiere alta resistencia y tenacidad

*SCC : Stress Corrosion

Cracking

Enfriamiento fuerte

7 2.Tipos de aceros para moldes de inyección y propiedades

＜DAC-P，DAC-S＞ DAC de Alto grado ⇒ para estabilizar la vida del molde

＜DAC-MAGIC＞ reune resistencia a altas temperaturas y tenacidad

Relación entre resistencia a altas temperaturas y tenacidad en aceros para moldes

Propiedades de los aceros para moldes de inyección “Serie DAC”

for general use

SKD61 Isotropy

For stabilization of die life

DAC

DAC55

High grades of DAC

DAC-P DAC-S

DAC10 ZHD435

For improvement of die life

Str

engt

h a

t H

igh T

em

pera

ture

H

igh

Toughness High

New!

YXR33

Steel for Ejector pins

Steels with high strength at high temperature

Para usos generales

SKD61

Isotropía

Para estabilizar la vida del molde

DAC

DAC55

DAC de alto grado

DAC DAC

DAC10 Para aumentar la vida del molde

Resi

stenci

a a

alta

tem

pera

tura

A

lto

Tenacidad Alto

DAC-P DAC-S

DAC -MAGIC

YXR33

Acero para noyos

Aceros con alta resistencia a altas temperaturas

Alta resistencia a la formación de fisuras desde los canales

de refrigeración y heat check

8

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

一般SKD61 DAC DAC -P DAC -S

シャ

ルピー衝撃

値指数

30％向上

DAC-P DAC-S

30％向上 Grado Premium

H13 Superior

H13

Criterio de aceptación

Charpy entalla V

Valor impacto

Promedio 8 ft.lbs.

Mínimo 6 ft.lbs.

Promedio 10 ft.lbs.

Mínimo 8 ft.lbs.

Aceros que califican

DAC-P DAC-S

DAC-P DAC-S

Se ajusta al criterio de

NADCA altos grados de H13

H13

30％UP

30％UP

（ⅰ）Tenacidad del DAC-P, DAC-S

Tenacidad del DAC-P,DAC-S

El valor del impacto Charpy del DAC es 100.

Templado : la probeta fue enfriado en aceite.

Se ajusta a la especificación NADCA

“ Premium and Superior H13 ” (NADCA : North America Die Casting Association)

Templado : la probeta Charpy fue enfriada en aceite.

Dureza : 45HRC

Ind

ice

del

val

or

de

imp

acto

C

har

py

3.Aceros para moldes de alto grado DAC-P y DAC-S

Yasugi Works

(ⅱ) Resistencia del DAC-P, DAC-S （a temperatura ambiente y alta temperatura）

Resistencia al Heat crack ⇒ Resistencia a alta temperatura

0 500 1000 1500

0.2％ del limite de fluencia (MPa)

600℃

20℃

DAC

DAC-P

DAC-S

9

10

200

250

300

350

400

450

500

42 44 46 48 50

Dureza(HRC)

0.2%

del lím

ite d

e flue

nci

a(M

Pa)

DAC-MAGIC

DAC10 DAC55

SKD61

650℃

(ⅰ) Resistencia a las altas temperaturas del DAC-MAGIC

DAC-MAGIC es mejor que el DAC55 en cuanto

a la resistencia a altas temperaturas

Bueno para heat

check

（２） Características del DAC-MAGIC

0

20

40

60

42 44 46 48 50硬さ（HRC)

2Uｼｬﾙ

ﾋﾟｰ

衝撃

値 (

J/c

m2 )

DAC-MAGIC

DAC55

SKD61DAC10

Tiempo a temperatura intermedia : 40min

11

(ⅱ) Tenacidad de DAC-MAGIC

DAC-MAGIC tiene la misma tenacidad que

el DAC55 en valor impacto Charpy

Dureza (HRC)

Valo

r im

pact

o C

harp

y 2

U (

J/cm

2)

12

Fisuras generadas en toda la Superficie en este ensayo

Probeta simulando canal de refrigeración

Aplicación mecánica de

carga de fatiga

Agua

(ⅲ) Resistencia a la Fisura por Corrosión bajo Tensión (SCC) del DAC-MAGIC

700

800

900

1000

1100

1.E+04 1.E+05

亀裂発生ｻｲｸﾙ数 (回)

応力 (MP

a)

DAC-MAGIC

SKD61

DAC55

□300X300L muestra templada Pieza cortada normalizada a 45HRC

Superficie fisurada (fractura intergranular）

20mm

＜Método de ensayo de simulación de molde

DAC-MAGIC reduce las fisuras

desde los canales de refrigeración

Tens

ión

(Mpa

)

Ciclos de iniciación de fisuras

13

0 1000 2000 3000

ﾋｰ ﾄｸﾗｯｸ発生ｻ ｲｸﾙ数

ZH D 435

D A C 55

SKD 61

DAC55

ZHD435

(ⅳ) Resistencia al heat check del DAC-MAGIC

El número de ciclos del DAC-

MAGIC es mayor que el del

DAC55

Bobina

calentamiento

Probeta

φ30

φ80

Spray de

agua

Enfriamiento

Calentamiento

＜Forma de ensayo＞

Temp. calent.：650℃

Dureza：45HRC

Yasugi Works

Comienzo del ciclo de heat check

DAC

-MAGIC

14

＜Sección transversal de la superficie luego del ensayo de heat check＞

DAC55

DAC-MAGIC

DAC-MAGIC tiene buena resistencia al heat check

SKD61

200μm

4000 ciclos

Yasugi Works

15

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

逃げ面摩耗量（㎜）

DAC-P

DAC55

ZHD435

正面ﾌﾗｲｽ　ﾁｯﾌﾟ先端部摩耗量

良好

ZHD435

DAC55

SKD61

Yasugi Works

Fresado

La maquinabilidad del DAC-MAGIC es mejor que el DAC55 en fresadora

・Máquina : TOYODA MACHINE WORKS SV(Husillo principal:BT50) ・Tamaño de fresa :Φ125 (TOSHIBA TGD4405R-A) ・Inserto ：CY250 SDEK42TN-C9 ・Forma de ensayo： 切削速度 回転 切削距離

Vc(m/min) S(min-1) F(mm/min) Fz(mm/tooth) Ap(mm) Ae(mm) (mm)150 382 57.3 0.15 2 90 1800 ｴｱﾌﾞﾛｰ ｾﾝﾀｰｶｯﾄ・一枚刃

送り速度 切り込み量

クーラント 備考

Filo

Pastilla Fresa

(ⅴ) Maquinabilidad del DAC-MAGIC(recocido)

Desgaste en el filo de la fresa

Velocidad Giro Avance Profundidad Distancia Fluido

Soplado Aire

Observaciones

Bueno Desgaste(mm)

DAC

-MAGIC

Velocidad Rotación Distancia Refrigeración Observaciones

Vc(m/min) S(min-1) F(mm/min) Fz(mm/diente) Ap(mm) Ae(mm) (mm) Aire Corte central

150 382 57,3 0,15 2 90 1800 soplado Una hoja

Alimentación Profundidad

16

φ4H ssﾄ ﾘ゙ﾙ　26㎜×50穴加工後の刃先摩耗

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

D AC 55-A部

ZH D 435-A部

D AC 55-B部

ZH D 435-B部

逃げ面摩耗幅(㎜)良好

ZHD435

DAC55

ZHD435

DAC55

Yasugi Works

Broca φ4.0Hss Veloc. corte=20m/min Avance=0.05mm/rev Profundidad＝24mm(6D)

L

A B

(L/2)

Broca

Grado Dureza（HBW）

■DAC-MAGIC

179

■DAC55 183

La maquinabilidad del DAC-MAGIC es mejor que el DAC55 en agujereado

Agujereado

Desgaste de la broca

Good Desgaste(mm)

B

B

A

A

DAC

-MAGIC

DAC

-MAGIC

17

Yasugi Works

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1 10 100 1000時間 (分)

温度

(℃

)

Ms

-60 -20 -10 -5 -3

Mf

Bs

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1 10 100 1000時間 (分)

温度

(℃

)

Ms

-60 -20 -10 -5 -3

Mf

Bs

(Ⅵ) Tratamiento térmico para DAC-MAGIC

Curva CCT Dureza de templado y revenido

Tratamiento térmico Standard

Templado：1010～1030℃ Enfriamiento rápido Normalizado：550～640℃ Dureza：43～53HRC

Tiempo(min)

Tem

pera

tura

(℃)

18

(Ⅷ) Propiedades físicas del DAC-MAGIC Expansión Térmica

(×10-6/℃)

Valor promedio desde 20℃ a cada temperatura

Conductividad térmica

(W･m/K)

Módulo

Young

(GPa) 200℃ 400℃ 600℃ 20℃ 200℃ 400℃ 600℃

DAC-MAGIC 11.3 12.3 13.1 25.7 30.9 34.8 35.8 210

DAC10 11.2 12.0 12.7 26.1 31.1 33.0 34.5 210

DAC55 11.3 12.1 12.8 26.2 29.8 32.7 34.1 210

DAC 11.3 12.2 12.8 24.6 29.1 31.0 32.6 210

(Ⅸ)Aplicaciones para el DAC-MAGIC

Aplicación Producto Efecto Propiedades Requeridas

Inyección en general

Block de cilindros, Cajas de transmisión

Menor cantidad de grandes fisuras

Mayor vida para el heat crack

Tenacidad，Resistencia al (SCC),

Resistencia al Heat crack

Inyección de Precisión

Partes para art. eléctricos

Mayor vida para el heat crack

Resistencia al Heat crack

0255075

100125150ﾋｰﾄｸﾗｯｸ

被削性

高温強度ｼｬﾙﾋﾟｰ

腐食疲労

(45HRC)

DAC-MAGIC

(45HRC)

(45HRC ,800MPa)

19

Yasugi Works

② Conclusión

Gráfico de características

Comparación con DAC55. Tomando las características del DAC55 como 100 puntos.

DAC55 DAC10

SKD61

Resistencia a las

altas temperaturas

Resistencia al

heat check

Maquinabilidad

(Fresado)

Resistencia al fisuramiento

por corrosión bajo tensión

(SCC)

Valor impacto Charpy (45HRC)

(45HRC)

DAC-MAGIC DAC55 DAC10 DAC

Tenacidad (Valor Charpy

45HRC,H.T.40) ◎ ◎ △ △

Resistencia a las

altas Temperaturas (45HRC)

◎ ○ ◎ △ Resistencia al heat

crack (45HRC)

◎ ○ ◎ △ Resistencia al SCC

(45HRC,800MPa)

◎ ○ － △

Maquinabilidad (Fresado) ○ △ ○ ◎

*H.T.:Half temperature time

Tabla de características

DAC-MAGIC aumenta la vida del molde !!