La vida útil de las matrices de recorte en procesos de forja en frío depende de múltiples factores interrelacionados, como el material de la matriz, la complejidad de la pieza forjada, el tipo de fijación que se produce (pernos, espárragos, tornillos o tuercas) y las prácticas de mantenimiento empleadas. En general, una matriz de recorte bien diseñada y con el mantenimiento adecuado puede durar entre 50 000 y más de 500 000 golpes, pero este rango está muy influenciado por las condiciones operativas y de los materiales presentes en el entorno de fabricación.
1. Función y factores de estrés en las matrices de recorte
Matrices de recorte Se utilizan en la etapa final del proceso de forjado en frío para eliminar el exceso de rebaba y garantizar un perfil exterior preciso de la pieza forjada. Estas matrices soportan cargas de impacto repetidas, altas presiones de contacto y fuerzas de fricción, especialmente al trabajar con aceros de alta resistencia o fijaciones de acero inoxidable.
Las tensiones mecánicas y térmicas en las operaciones de recorte son considerables. Dado que la matriz debe cortar material endurecido o endurecido por deformación en la línea de partición, el borde de la matriz experimenta un alto desgaste y puede astillarse o agrietarse si el material o el tratamiento térmico son inadecuados.
2. Influencia del material y del tratamiento térmico
La elección del acero para matrices tiene un gran impacto en la vida útil de la matriz. Los materiales comunes incluyen:
- SKD11 (acero para herramientas D2): Excelente resistencia al desgaste, comúnmente utilizado para producción de gran volumen.
- DC53: Una versión mejorada de SKD11 con mayor tenacidad, más adecuada para perfiles complejos o recorte de alta velocidad.
- Aceros de pulvimetalurgia (por ejemplo, ASP23, CPM10V): Ofrecen una resistencia superior al desgaste y al astillado para operaciones de volumen extremadamente alto.
Un tratamiento térmico adecuado, generalmente mediante endurecimiento al vacío seguido de múltiples ciclos de revenido, garantiza un equilibrio óptimo entre dureza (normalmente HRC 58-62) y tenacidad, lo que extiende la vida útil de la matriz y reduce las fallas prematuras.
3. Geometría de la pieza y complejidad de la forja
Los sujetadores con perfiles de cabeza simples (p. ej., pernos hexagonales estándar) ejercen menos tensión en la matriz de recorte que aquellos con cabezas complejas, multilobuladas o contornos especiales. Las piezas con mayor volumen de rebaba requieren más energía para recortarse, lo que aumenta el desgaste. Además, si la operación de recorte también requiere desbarbar o biselar, la vida útil de la matriz suele disminuir.
4. Mantenimiento y lubricación de matrices
El pulido, la inspección y el mantenimiento preventivo regulares son esenciales para prolongar la vida útil de la matriz. Incluso las matrices de alta calidad pueden presentar fallas prematuras si se descuidan. Las prácticas de mantenimiento incluyen:
- Comprobación de microfisuras y redondeo de cantos.
- Rectificado y reafilado de los bordes de corte.
- Aplicar lubricantes adecuados o recubrimientos anti-rozaduras para minimizar la adherencia y el desgaste.
Algunas plantas también implementan estrategias de rotación de matrices, donde las matrices se intercambian antes de que se desgasten por completo, lo que permite renovarlas y reintroducirlas en la línea de producción, extendiendo aún más su ciclo de vida total.
5. Rangos típicos de vida útil
A continuación se presentan puntos de referencia aproximados para recortar la vida útil de la matriz en función de la calidad del material y del proceso:
| Material de fijación | Material del troquel | Vida útil esperada de la matriz (golpes) |
| Acero bajo en carbono | SKD11 | 100.000 – 300.000 |
| Acero aleado | DC53 | 80.000 – 250.000 |
| Acero inoxidable | ASP23 | 50.000 – 150.000 |
| Producción de alto volumen | PM Steel | 300.000 – 500.000+ |
Nota: Estos valores suponen un diseño, ajuste y lubricación adecuados del molde.
Conclusión
La vida útil de las matrices de recorte en forja en frío no es fija, sino una métrica variable que depende del material de la matriz, la complejidad de la pieza, la carga de forja y las prácticas en el taller. Con la combinación correcta de selección de materiales, tratamiento térmico, mecanizado de precisión y mantenimiento preventivo, las matrices de recorte pueden ofrecer una alta productividad y una larga vida útil, lo que las convierte en un factor crítico de costo y calidad en la industria de producción de sujetadores.