La resistencia a la fatiga térmica del acero para trabajo en caliente H13 cuenta con normas de evaluación industrial completas, que permiten determinar la durabilidad a altas temperaturas de los moldes para la producción de piezas de fundición de aluminio.
El acero H13 homologado para moldes de fundición puede soportar más de 80 000 ciclos de alternancia frío-calor a alta temperatura sin que se produzca una expansión evidente de las grietas superficiales.
La anchura de las grietas por fatiga térmica del acero para moldes homologado se mantiene por debajo de 0,05 mm tras 100 000 ciclos de simulación.
El acero H13 para moldes de fundición LPDC requiere un grado de resistencia a la fatiga superior al nivel 8, para adaptarse a condiciones de trabajo con frecuentes alternancias entre frío y calor.
Los moldes de fundición por contrapresión (CPC) necesitan una resistencia a la fatiga ultraalta de nivel 9 para soportar el funcionamiento a largo plazo a alta presión y alta temperatura.
El acero H13 para moldes de fundición por gravedad cumple los requisitos de producción con un grado de resistencia a la fatiga de nivel 7, debido a las condiciones de trabajo moderadas.
La prueba de ciclos frío-caliente mediante simulación CAE de Procast permite verificar el comportamiento a la fatiga del acero, con un margen de error controlado en un 4 % respecto a la producción real.
Los moldes para llantas de aluminio fabricados con acero H13 de nivel 8 tienen una vida útil un 20 % más larga que los moldes de acero de nivel 7.
Las zonas de pared delgada de los moldes para piezas estructurales de vehículos eléctricos requieren una mayor resistencia a la fatiga, para evitar fallos por grietas locales ante las fluctuaciones de temperatura.
El acero H13 con una resistencia a la fatiga térmica insuficiente aumenta la porosidad y la contracción del molde de fundición, así como la tasa de defectos por adherencia del molde, en un 35 %.
El tratamiento térmico al vacío mejora el grado de resistencia a la fatiga térmica del acero H13 en 1-2 niveles, lo que mejora significativamente la estabilidad del molde a altas temperaturas.
La verificación mediante ensayos de ciclos frío-caliente de los moldes de fundición es el criterio definitivo para confirmar el cumplimiento del rendimiento del acero frente a la fatiga.
La resistencia a la fatiga térmica es el índice clave de rendimiento a altas temperaturas del acero para trabajo en caliente H13, y determina directamente la vida útil a largo plazo de los moldes de fundición LPDC, los moldes de fundición por gravedad y los moldes de fundición por contrapresión CPC. En la producción de fundición de aleaciones de aluminio, los moldes se someten repetidamente al contacto con aluminio fundido a alta temperatura y a la circulación de enfriamiento a baja temperatura, lo que da lugar a una fatiga por alternancia de frío y calor. Los grados de evaluación unificados a nivel industrial clasifican el comportamiento frente a la fatiga del acero H13 en los niveles 7 a 9, en función de las diferentes condiciones de trabajo de los procesos de fundición. Los moldes de fundición por gravedad de baja exigencia pueden utilizar de forma estable acero de nivel 7, mientras que los moldes de fundición LPDC más habituales para llantas de aluminio requieren una alta resistencia a la fatiga de nivel 8. Los moldes CPC de gama alta y los moldes para piezas estructurales de vehículos eléctricos (EV) de pared delgada deben adoptar acero de resistencia a la fatiga ultraalta de nivel 9 para evitar fallos por agrietamiento prematuro. La simulación CAE profesional de Procast permite realizar una verificación rápida del comportamiento frente a la fatiga en la fase de diseño, con una alta precisión de simulación y un margen de error reducido. El tratamiento térmico al vacío estándar puede mejorar significativamente el grado de resistencia a la fatiga térmica del acero H13, inhibiendo de forma eficaz la iniciación y la propagación de grietas. Un acero con resistencia a la fatiga insuficiente provocará frecuentes grietas superficiales, moldes pegajosos y defectos de porosidad y contracción en los moldes de fundición durante la producción en serie, lo que reducirá el rendimiento de la fundición y aumentará los costes de mantenimiento de los moldes. La prueba final del molde de fundición con ciclos frío-caliente garantiza que el material de acero se adapte completamente a la carga de fatiga real de la producción.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Cuántos ciclos frío-caliente puede soportar el acero H13 homologado? R1: No menos de 80 000 ciclos sin expansión evidente de las grietas.
P2: ¿Cuál es la anchura máxima admisible de una grieta por fatiga? R2: Se mantiene por debajo de 0,05 mm tras 100 000 ciclos de simulación.
P3: ¿Qué grado de resistencia a la fatiga necesitan los moldes LPDC ordinarios? R3: Grado de resistencia a la fatiga térmica de nivel 8 para un funcionamiento estable a largo plazo.
P4: ¿Qué grado de acero H13 se utiliza para los moldes de alta presión CPC? R4: Grado de resistencia a la fatiga térmica ultraalta de nivel 9.
P5: ¿Qué margen de error tiene la simulación de fatiga por CAE? R5: El error de los datos de simulación se controla estrictamente por debajo del 4 %.
P6: ¿Cómo mejora el tratamiento térmico el rendimiento del acero H13? R6: Aumenta el grado de resistencia a la fatiga en 1 o 2 niveles para mejorar la estabilidad a altas temperaturas.
P7: ¿Qué defectos provoca el acero de resistencia a la fatiga no conforme? R7: Aumenta la porosidad, la contracción y los defectos de adherencia en el molde en un 35 %.
