Acero para herramientas A2 es la elección más equilibrada cuando su utillaje necesita tanto una buena resistencia al desgaste como una tenacidad superior a la media con una excelente estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico; si necesita la máxima resistencia a la abrasión elija D2, Si necesita la máxima dureza, elija S7, pero para la mayoría de matrices, punzones y herramientas de corte de tirada media, A2 ofrece la mejor relación entre coste, facilidad de mecanizado y vida útil.
Qué es el acero para herramientas A2
El A2, a menudo catalogado como AISI A2 o ASTM UNS T30102 y por equivalentes internacionales como DIN 1.2363 y JIS SKD12, es un acero para herramientas en frío, al cromo-molibdeno, templable al aire. Está diseñado para ofrecer una solución intermedia entre el endurecimiento por aceite y el endurecimiento por calor. O1 y acero D2 con alto contenido de cromo: mejor estabilidad dimensional y tenacidad que el O1, con mayor resistencia al desgaste que el O1 pero menor volumen de carburo (por tanto, mayor tenacidad) que el D2. Entre los nombres comerciales y denominaciones de fabricantes típicos figuran A2, BA2 y equivalentes de los fabricantes de acero para herramientas.
Vídeo de introducción: El significado del acero para herramientas A2.
Composición química y microestructura
Composición química (gamas típicas)
| Elemento | Gama típica (wt%) | Función y efecto |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.95 - 1.05 | Proporciona dureza mediante la formación de martensita y carburo |
| Cromo (Cr) | 4.75 - 5.50 | Dureza, templabilidad, resistencia a la corrosión, formador de carburos |
| Molibdeno (Mo) | ~1.00 - 1.30 | Mejora la templabilidad y la resistencia a altas temperaturas. |
| Vanadio (V) | ~0.20 - 0.40 | Forma carburos finos, mejora la resistencia al desgaste y la tenacidad |
| Manganeso (Mn) | ≤ 1.00 | Desoxidante, mejora la templabilidad en cantidades controladas |
| Silicio (Si) | ≤ 0.50 | Desoxidante, contribuye a la resistencia |
| Fósforo, azufre (P, S) | ≤ 0,03 cada uno | Se mantiene bajo para preservar la tenacidad y la calidad del mecanizado |
| Hierro (Fe) | Saldo | Matriz metálica |
(Valores recopilados a partir de hojas de datos estándar y especificaciones del fabricante).
Microestructura
En el estado templado y revenido, la microestructura del A2 es predominantemente martensita revenida con una población relativamente modesta de carburos finos de cromo y vanadio. El contenido moderado de cromo (≈5%) significa que los carburos son más pequeños y menos numerosos que en las calidades con alto contenido de Cr, como la D2, lo que confiere a la A2 una mayor tenacidad a expensas de cierta resistencia al desgaste.
Principales propiedades mecánicas y prestaciones
Propiedades mecánicas representativas (recocido frente a tratamiento térmico)
| Propiedad | Recocido | Endurecido y templado típico (objetivo 58-60 HRC) |
|---|---|---|
| Dureza (HRC) | ~28-36 | 57-62 HRC (rango de trabajo 57-60 típico) |
| Resistencia a la tracción | ~100 ksi (recocido) | hasta ~300 ksi (depende del temple) |
| Límite elástico | ~50 ksi (recocido) | varía con el temperamento |
| Alargamiento | ~15-21% (recocido) | bajo en estados altamente templados/endurecidos |
| Densidad | 7,86 g/cm³ (0,284 lb/pulg³) | - |
| Maquinabilidad (recocido) | ~60-85% de carbono simple (varía según la fuente) | - |
Resumen de resultados: A2 combina una buena resistencia al desgaste con resistencia al impacto y una excelente estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico, lo que lo hace adecuado para matrices, punzones, cuchillas de cizalla y herramientas de corte de recorrido medio.
Equivalente de acero para herramientas A2
Los aceros para herramientas A2 son, entre otros, el DIN 1.2363/X100CrMoV5, el JIS SKD12 y el BS BA2. Todos ellos representan la misma aleación templable al aire para trabajo en frío, con buena tenacidad y resistencia moderada al desgaste, lo que los hace adecuados para matrices y herramientas complejas. Otros equivalentes son el Cr5Mo1V de China y el Z40CDV5 (o Z100CDV5) de Francia.
He aquí un desglose por norma:
- AISI/ASTM (EE.UU.): A2 / T30102.
- DIN/ISO (Alemania): 1.2363 / X100CrMoV5 (o X100CrMoV5-1).
- JIS (Japón): SKD12.
- BS (Reino Unido): BA2 (BS 4659 Grado 1).
- AFNOR (Francia): Z40CDV5 / Z100CDV5.
- GB (China): Cr5Mo1V.
Cómo se endurece el A2: endurecimiento por aire y por qué es importante
A2 es una aleación de endurecimiento por aire. Esto significa que, tras una adecuada fase de austenización, puede enfriarse con aire (o aire forzado para secciones gruesas) y seguir desarrollando la estructura martensítica deseada, lo que minimiza la distorsión por enfriamiento rápido y las tensiones internas en comparación con las calidades templadas en aceite o en agua. Para los componentes que deben mantener tolerancias estrictas después del temple - matrices progresivas, punzones y herramientas de prensado - esta estabilidad dimensional es una gran ventaja.
Tratamiento térmico: programas prácticos y listos para el taller
Nota: El tratamiento térmico debe adaptarse al espesor de la sección, al tipo de horno y a la función del utillaje. Los programas que se indican a continuación son puntos de partida estándar del sector; valídelos siempre con cupones y comprobaciones de dureza.
Receta típica de temple y revenido (paso a paso)
| Paso | Parámetros típicos | Notas |
|---|---|---|
| Precaliente | 650-800°F (343-427°C), dos etapas (por ejemplo, 650°F y luego 1300°F) | Reduce el choque térmico |
| Austenización (endurecimiento) | 1700-1800°F (927-982°C); remojo 15-30 min/in dependiendo del grosor | El calentamiento uniforme evita la descarburación |
| Refrigeración | Enfriamiento al aire (sin gas o aire forzado) a ~150-200°F | La propiedad de endurecimiento al aire minimiza la distorsión |
| Templado | Ciclos de revenido típicos: 2 × 2 horas a 177-288°C (350-550°F) en función del HRC objetivo | Se recomienda el doble revenido para estabilizar y aliviar las tensiones. Un revenido más alto reduce el HRC y aumenta la tenacidad. |
Objetivos comunes de HRC y templado recomendado
-
62-64 HRC: revenido a 300-350°F (para máxima resistencia al desgaste; tenacidad reducida)
-
58-60 HRC: templado a ~450-500°F para un desgaste y una tenacidad equilibrados.
Consejos prácticos
-
No templar por encima de ~800°F porque puede producirse sensibilización y pérdida de tenacidad.
-
Para secciones gruesas, deben aumentarse los tiempos de remojo (1 hora por pulgada como regla general). Utilice un diseño de fijación para reducir la distorsión.
-
Utilizar precauciones de carburación en atmósfera controlada o en paquete para evitar la descarburación en la superficie durante la austenización.
Notas sobre mecanizado, rectificado y electroerosión (mejores prácticas de fabricación)
-
Recocido para mecanizado: Especifique "recocido a 250 HB aprox." o una dureza equivalente para maximizar la maquinabilidad; A2 en estado recocido se maquina más fácilmente que D2 debido al menor volumen de carburo.
-
Velocidades de corte: Utilizar velocidades de corte conservadoras para A2 templado (HRC >55); utilizar plaquitas CBN o cerámicas para rectificado de alta producción.
-
Operaciones de preendurecimiento: Siempre que sea posible, taladre, perfore y acabe la máquina hasta las dimensiones casi finales antes del endurecimiento para minimizar el rectificado posterior al tratamiento térmico.
-
Consideraciones sobre la electroerosión: A2 se mecaniza bien por electroerosión, pero recuerde que la electroerosión dejará una capa de refundición; rectifique o pula si la vida a fatiga es crítica.
-
Rectificado: Para tolerancias estrechas, realizar el desbaste antes del tratamiento térmico y el rectificado final después del revenido, dejando el material adecuado para el acabado.
Acabados superficiales, revestimientos y tratamiento posterior
-
Nitruro o PVD: La aplicación de un revestimiento duro fino, como TiN o CrN, puede prolongar considerablemente la vida útil de las matrices para aplicaciones de alta abrasión sin alterar drásticamente la tenacidad del material base.
-
Carburación/Nitruración: El A2 no se suele cementar porque su composición química está optimizada para el endurecimiento pasante; si se requiere una dureza superficial extrema, seleccione un grado base diferente o un tratamiento superficial compatible con la composición del A2.
-
Granallado: Mejora la vida a fatiga de los componentes sometidos a cargas cíclicas.
-
Pulido: Para las matrices de cizallado y troquelado, un pulido espejo reduce el gripado y mejora el desprendimiento de las piezas.
Vídeo de introducción: Introducción al proceso de generación de acero para herramientas A2.
A2 en comparación con D2, O1, S7 y otros aceros para herramientas populares
Cuadro comparativo rápido
| Grado | Endurecimiento | Resistencia al desgaste | Resistencia / impacto | Maquinabilidad (recocido) | Usos típicos |
|---|---|---|---|---|---|
| A2 | Buena (endurecimiento al aire) | Medio | Bien | Bueno (60-85%) | Troqueles, punzones, cuchillas de cizalla, cortadoras de recorrido medio. |
| D2 | Muy alto (Cr alto) | Alta | Inferior (más frágil) | Más pobre (mayor carga de carburo) | Cortadoras de gran desgaste, cuchillas de gran recorrido. |
| O1 | Inferior (templado al aceite) | Baja | Moderado | Excelente (mejor para tiradas pequeñas) | Creación de prototipos, utillaje para tiradas cortas |
| S7 | Menor resistencia al desgaste | Menor desgaste | Excelente resistencia | Feria | Herramientas de impacto, punzones para grandes golpes |
| M2 (HSS) | Alta dureza en caliente | Alta (a temp) | Impacto inferior a A2 | Más pobres | Corte de alta velocidad, machos, brocas |
Cuándo elegir A2: elija A2 cuando necesite una combinación de vida útil y resistencia a los golpes, estabilidad dimensional tras el tratamiento térmico y mayor facilidad de procesamiento en taller en comparación con los polvos de alto contenido en Cr.
Aplicaciones típicas y ejemplos de casos reales
Aplicaciones en las que destaca A2
-
Matrices de corte y perforación para estampación de tiradas medias, donde se requieren tolerancias estrechas y baja distorsión tras el temple.
-
Matrices de forja en frío donde se producen tanto el impacto como la abrasión.
-
Cuchillas de cizalla y cuchillas cortadoras para aplicaciones ligeras y medias.
-
Punzones y matrices para líneas de producción de volumen limitado a medio.
-
Herramientas de corte y conformado cuando sea necesario rectificar y realizar un mecanizado secundario tras el tratamiento térmico final.
Nota de caso (genérico): un taller de prensas de tamaño medio sustituyó una calidad templada al aceite por A2 para un juego de troqueles secuenciales y registró 20-40% menos retrabajos debidos al alabeo tras el templado, con un modesto aumento de la vida útil de la herramienta. Esto es típico de la ventaja de estabilidad dimensional que proporcionan los aceros templados al aire.
Lista de comprobación de adquisiciones para compradores y ejemplos de redacción de pedidos/especificaciones
Cuando pida A2 a una fábrica o distribuidor, incluya estas especificaciones mínimas en su orden de compra o pedido de material:
Ejemplo de especificación
Consejos para el comprador
-
Solicite un informe de ensayo del material (MTR/COC) que coincida con la especificación y las lecturas de dureza en las condiciones suministradas.
-
Especifique el rango de dureza previsto tras el tratamiento para que el laminador pueda aconsejarle sobre el arranque óptimo de material si suministra material preendurecido.
-
Si necesita características de electroerosión o tolerancias estrechas, solicite un procesamiento especial (por ejemplo, planitud rectificada) antes del tratamiento térmico final.
Nota de MWAlloys: En MWAlloys suministramos A2 en barras, chapas y piezas pre-mecanizadas con total personalización y precios de fábrica; para pedidos de gran volumen podemos pre-recocer a la dureza solicitada por el comprador y proporcionar certificados EN10204 3.1.
Modos habituales de fallo y directrices de inspección
Modos de fallo
-
Fractura frágil / astillamiento: a menudo debido a un endurecimiento excesivo o a un revenido incorrecto que da lugar a una baja tenacidad.
-
Desgaste adhesivo / gripado: acabado superficial o problemas de lubricación, pueden mitigarse con revestimientos/pulido.
-
Agrietamiento por fatiga: concentración cíclica de tensiones; el granallado y los radios adecuados de los bordes ayudan.
-
Descarburación: por un control inadecuado de la atmósfera durante la austenitización; provoca capas superficiales blandas.
Lista de control
-
Visual: comprobar si hay incrustaciones o decarburación, grietas, porosidad.
-
Cartografía de la dureza: Comprobaciones Rockwell en varios puntos para confirmar la uniformidad.
-
Microestructura (laboratorio): metalografía para la distribución de carburos y martensita.
-
Comprobación dimensional tras el tratamiento térmico: comparación con la tolerancia del objetivo de forma neta.
Notas sobre medio ambiente, reciclaje y sostenibilidad
-
A2 es un acero ferroso para herramientas y es totalmente reciclable a través de los flujos estándar de chatarra y refundición. El uso de aceros más duraderos o de recubrimientos de pulverización térmica puede reducir el uso total de recursos del ciclo de vida al prolongar la vida útil de la herramienta.
-
Trabaje con proveedores que divulguen los perfiles energéticos de las fábricas si la huella de carbono es una preocupación para la contratación.
Preguntas frecuentes sobre el acero para herramientas A2
1. ¿Qué dureza puedo esperar del A2 tras un endurecimiento adecuado?
2. ¿El A2 se endurece al aire? ¿Necesito temple en aceite?
3. ¿Cómo se compara A2 con D2 en aplicaciones de cuchilla y cizalla?
4. ¿Qué programa de templado ofrece el mejor equilibrio de propiedades para A2?
5. ¿Puede pulir el A2 hasta conseguir un acabado de espejo?
6. ¿Cuáles son las pautas típicas de maquinabilidad?
7. ¿Es A2 adecuado para el tratamiento térmico al vacío o en atmósfera controlada?
8. ¿Puede soldarse el A2?
9. ¿Qué tolerancias debo tener en cuenta al diseñar el acabado posterior al tratamiento térmico?
10. ¿Dónde puedo comprar acero A2 certificado en tamaños personalizados y con precios de fábrica?
Lista práctica de compra
-
Especifique la norma exacta (AISI A2 / UNS T30102 / DIN 1.2363).
-
Solicite MTR / EN10204 3.1.
-
Confirmar el estado de entrega (dureza de recocido).
-
Indique cualquier acabado superficial o mecanizado previo que se requiera.
-
Especifique la tolerancia y el método de inspección.
-
Exija instrucciones para el tratamiento térmico si piensa realizarlo en su propia empresa.
Notas finales para ingenieros y equipos de contratación
El A2 es la elección pragmática para utillajes de tirada media en los que se requiere un compromiso razonable entre durabilidad, tenacidad y facilidad de mantenimiento. No es el material más duro ni el más tenaz en absoluto, pero su naturaleza de endurecimiento al aire y su estabilidad dimensional hacen del A2 una recomendación de primera línea para matrices, punzones y herramientas de conformado que se producirán y repararán en talleres de herramientas típicos. Si desea un presupuesto a medida para barras, chapas o piezas en bruto, o necesita un recocido previo personalizado, MWAlloys puede preparar certificados de material y cotizar precios de fábrica y dimensiones personalizadas.
ES 
EN 
AR 
JA 
KO 
DE 
IT