¿Acero D2, H13 u O1: cuál conviene para punzones e insertos maquinados?

Datos clave

• En 2024 se produjeron en México 3 989 403 vehículos ligeros (INEGI, Registro Administrativo de la Industria Automotriz de Vehículos Ligeros, boletín del 9 de enero de 2025); los troqueles de estampado y los moldes de fundición a presión que abastecen a esa industria se hacen típicamente con aceros como el D2 y el H13.
• El 1.2379 (X153CrMoV12), el equivalente europeo cercano al D2, lleva de 1.45 % a 1.60 % de carbono y de 11.00 % a 13.00 % de cromo, y se entrega recocido con 255 HB como máximo (thyssenkrupp Materials Services, hoja técnica del 1.2379, enero de 2017)
• El 1.2344 (X40CrMoV5-1), equivalente cercano al H13, se templa desde 1020 °C a 1050 °C al aire, en aceite o en baño caliente, y alcanza 54 HRC después del temple (thyssenkrupp Materials Schweiz, hoja técnica del 1.2344, mayo de 2021)
• El 1.2510 (100MnCrW4), equivalente cercano al O1, se templa desde 800 °C a 850 °C en aceite o en baño de polímero (MARKS GmbH, hoja técnica del 1.2510, 2019)
• Saola Manufacturing hace el torneado CNC, el fresado CNC, la electroerosión (EDM) y el pulido en su planta asociada principal de maquinado CNC en Vietnam.

¿En qué se diferencian el acero D2, el H13 y el O1?

Se diferencian por la química y por la forma de templarse: el D2 tiene mucho carbono y cromo y forma carburos duros que resisten el desgaste, el H13 tiene poco carbono y conserva dureza y tenacidad en caliente, y el O1 es un acero al manganeso que se templa en aceite desde una temperatura más baja. Esa diferencia decide para qué sirve cada uno y cuánto cuesta maquinarlo.

La tabla resume los rangos de hojas técnicas de fabricantes europeos, que usan la designación numérica alemana (Werkstoff). Así se compra el acero en muchas plantas de Saltillo, Querétaro, Guanajuato y Aguascalientes, sobre todo en las de matriz alemana o japonesa. Las designaciones AISI y las europeas no son idénticas: el D2 de la norma estadounidense ASTM A681 y el 1.2379 europeo se traslapan, pero sus rangos de carbono y molibdeno no coinciden exactamente, así que el plano debe nombrar una sola designación y el proveedor debe comprar esa.

La dureza de entrega le importa al taller tanto como la de trabajo. El acero llega recocido para que pueda maquinarse, y en ese estado el D2, con sus carburos de cromo, desgasta las herramientas de corte mucho más que el O1. Por eso el desbaste de un inserto de D2 suele cotizarse más caro que el de la misma pieza en O1, aunque el plano sea idéntico. El H13 queda en medio: es más tenaz y menos abrasivo que el D2, pero más duro de cortar que un acero al carbono.

¿En qué orden se maquina, se templa y se lleva a medida un inserto de D2?

El orden habitual es desbastar en estado recocido dejando sobremedida, relevar esfuerzos, templar y revenir, y después llevar a medida final con rectificado o electroerosión. Maquinar a medida final antes del temple casi nunca funciona, porque el acero cambia de tamaño y puede deformarse al templarse.

1. Desbaste CNC en estado recocido. Se fresan y se tornean el contorno, las cajas, los barrenos de paso y las cuerdas. Las cuerdas y los barrenos para pernos se hacen aquí, porque machuelear un D2 templado no es práctico. Las caras y los perfiles funcionales quedan con sobremedida; cuánta, depende del tamaño de la pieza y de la recomendación de quien hace el tratamiento térmico.
2. Relevado de esfuerzos. Después de un desbaste pesado, la hoja técnica del 1.2379 indica un relevado de esfuerzos de 650 °C a 700 °C con enfriamiento lento (thyssenkrupp, 2017). Así se libera la tensión que deja el corte antes de que el temple la convierta en deformación.
3. Temple y revenido. La temperatura de temple, el medio y la temperatura de revenido salen de la hoja técnica del acero y de la dureza que pide el plano. El revenido se elige con la curva de revenido del fabricante, no por costumbre.
4. Medida final. Las caras se rectifican, los perfiles de corte se hacen con electroerosión por hilo y las cavidades con electroerosión de penetración. Al final se pulen los radios y las zonas de trabajo.
5. Verificación. Se mide la dureza en una zona sin función y se hace la inspección dimensional contra el plano.

En Saola Manufacturing el desbaste se hace con fresado CNC y torneado CNC, y la electroerosión y el pulido se hacen en la misma planta de Vietnam. El temple y el revenido se coordinan con fábricas asociadas de tratamiento térmico. La ubicación de producción se indica en cada cotización.

¿Qué dureza y qué datos debe indicar el plano?

Indique un rango de dureza Rockwell C y no un valor único, y nombre el acero con una sola designación; un rango típico para un punzón de D2 es 58-60 HRC.

Un valor único de dureza no se puede cumplir ni verificar porque toda medición tiene dispersión. Un rango estrecho y realista le dice a quien templa qué revenido usar. Además de la dureza, el plano o la orden de compra deben decir:

• la designación del acero (por ejemplo, 1.2379 o AISI D2), sin «o similar» si su cliente exige un grado concreto;
• dónde se mide la dureza, en una zona sin función, porque la prueba Rockwell deja una huella;
• las superficies que van rectificadas o electroerosionadas y su rugosidad (Ra), en lugar de una nota general;
• si la pieza lleva nitrurado o recubrimiento duro, porque eso cambia la temperatura de revenido aceptable;
• el certificado de molino con el número de colada y la composición química, y el reporte de dureza después del tratamiento térmico.

Muchas plantas en México reciben planos de su casa matriz en Estados Unidos con cotas en pulgadas, y planos de Alemania o Japón con cotas en milímetros y aceros por designación Werkstoff o JIS. Si el plano mezcla unidades, aclare cuál manda antes de cotizar. La lista de verificación para cotizar ayuda a no dejar fuera ninguno de estos datos.

¿Qué debe incluir la solicitud de cotización de un punzón o un inserto?

Debe incluir el plano con la designación del acero, el rango de dureza, las superficies de medida final y la cantidad, además de decir quién compra el acero y quién responde por el tratamiento térmico. Con esos datos el proveedor puede cotizar el desbaste, el temple y la medida final como un solo alcance.

Un inserto de acero para herramienta casi siempre combina varias operaciones: el fresado CNC y el torneado CNC del desbaste, el tratamiento térmico, la electroerosión y la inspección. Si una sola empresa responde por toda la secuencia, también responde por la deformación del temple, que es la causa más común de que un inserto no llegue a medida. Pida que la cotización diga en qué sitio se hace cada operación.

Para punzones y matrices que trabajan en una línea de estampado, o insertos de moldes de fundición a presión, conviene enviar también el plano de la pieza que se va a producir, porque el espesor de la lámina o la aleación definen el acero y la dureza. Puede enviar los archivos desde la página para cotizar, y encontrará más temas de materiales y maquinado en la sección de guías.