El acero para herramientas es un tipo de acero con propiedades mecánicas que lo convierten en un material deseable para herramientas. Los aceros para herramientas se destacan por su dureza, capacidad para sujetar un borde afilado o resistencia al daño por abrasión y deformación. Hay una serie de aceros aleados y al carbono, generalmente fabricados mediante un producto de tratamiento térmico y temple, que son adecuados como aceros para herramientas. El acero para herramientas se fabrica en muchos grados diferentes y se puede utilizar para fabricar herramientas como matrices de estampado, equipos de construcción y ejes. Además de fabricar herramientas, también se utiliza en otras aplicaciones que requieren materiales con propiedades mecánicas del acero para herramientas.
Los diferentes grados de acero para herramientas se clasifican con frecuencia de acuerdo con un sistema llamado grados de acero SAE o grados de acero AISI / SAE, creado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (ahora SAE International) y el Instituto Americano del Hierro y el Acero. Clasifica cada tipo de acero con una letra que indica sus propiedades o método de producción, como el grado W para acero templado al agua o el grado S para aceros resistentes a los golpes. Cada tipo de acero dentro de estas amplias categorías recibe un número individual que sigue a la letra.
La forma más común de acero para herramientas es el grado W, una forma de acero al carbono popular debido a su bajo costo. Algunos tipos de acero de grado W también incluyen silicio, molibdeno o manganeso para aumentar la tenacidad del acero. Se denomina endurecido con agua porque se utiliza agua durante el temple, un paso en el proceso de producción de muchos aceros en el que el acero calentado se reduce rápidamente de temperatura. El acero para herramientas de grado W es duro, pero tiende a ser frágil y no resiste bien temperaturas superiores a 302 ° F (150 ° C). Los aceros para herramientas de grado W se utilizan comúnmente para fabricar hojas como hojas de cizalla y navajas de afeitar; partes de máquinas para maquinaria que no se encuentra ni produce altas temperaturas; y herramientas como martillos, taladros y cinceles.
Los grados A, O y D son aceros producidos por trabajo en frío, un proceso en el que el acero se somete a un esfuerzo mecánico hasta que sufre una deformación plástica, un cambio permanente en la microestructura del acero. Este proceso aumenta la resistencia a la tracción y la dureza del acero al tiempo que reduce su ductilidad, y las formas de acero resultantes se utilizan comúnmente para fines tales como cuchillas y máquinas herramienta. El acero de grado O se endurece con aceite, mientras que el de grado A se endurece al aire, métodos que producen menos distorsión en el acero que el endurecimiento con agua. El acero de grado D contiene una gran cantidad de cromo, que constituye del 10 al 18 por ciento de la aleación. Además del cromo, los aceros de grado A, O y D a menudo se alean con otros metales, incluidos manganeso, tungsteno y vanadio, y con no metales como azufre y fósforo.
El acero de grado H es acero para herramientas de trabajo en caliente, creado al causar deformación plástica en el acero a través de una exposición prolongada a altas temperaturas. Estos aceros tienen alta resistencia y dureza, pero las ligeras distorsiones del proceso de enfriamiento y contracción térmica los hacen menos adecuados que el acero para trabajo en frío para aplicaciones con tolerancias de ingeniería muy ajustadas. El cromo, el tungsteno y el molibdeno son elementos de aleación comunes en los aceros de este grado.
Los grados T y M son tipos de acero de alta velocidad, que se distingue por su capacidad para retener una alta dureza a altas temperaturas. Esta propiedad lo hace muy adecuado para su uso en herramientas de corte motorizadas y matrices de estampación, donde su resistencia al calor producido por la fricción le permite trabajar a velocidades más altas que otros aceros. El acero de grado T se llama así por su alto contenido de tungsteno, mientras que el acero de grado M contiene una gran cantidad de molibdeno. Los elementos de aleación adicionales comunes en estos aceros incluyen vanadio, cromo y cobalto.
Los aceros de grado S son aceros para herramientas que se distinguen por su alta resistencia a los golpes. Tienen menos carbono que otras aleaciones de acero, lo que disminuye su resistencia a la abrasión pero aumenta su tenacidad. El acero de grado S se utiliza en equipos como martillos neumáticos que deben ser capaces de soportar impactos fuertes.
Algunos grados de acero para herramientas tienen características o propósitos muy especializados. El acero de grado F es un tipo de acero endurecido con agua, como el acero de grado W, pero tiene una resistencia al desgaste superior. El acero de grado P, o acero para moldes de plástico, se utiliza en máquinas de moldeo por inyección y fundición a presión. El acero de grado L, o de baja aleación para fines especiales, es un tipo de acero muy resistente que tiene poco material de aleación y un contenido de hierro muy alto.