Aceros para estampación en caliente - Usibor^® y Ductibor^®

Los aceros Usibor^® y Ductibor^® son grados para conformación en caliente destinados a piezas estructurales y de seguridad en el automóvil. Debido a su alta resistencia, los aceros Usibor^® son especialmente adecuados para las piezas anti-intrusión para los que se solicita un alto esfuerzo de colapso final. Gracias a su excelente ductilidad, los aceros Ductibor^® son particularmente eficaces para piezas destinadas a la absorcion de energía durante un impacto. El siguiente gráfico muestra los niveles típicos de resistencia a la tracción y alargamiento a la ruptura de los aceros Usibor^® y Ductibor^®.

Las ventajas principales de Usibor^® y Ductibor^® son:

• La posibilidad de obtener geometrías complejas por el hecho de realizar el conformado de la pieza en estado austenítico en el caso del proceso de estampación directo o con un acero con buena conformabilidad antes del tratamiento térmico en el caso del proceso de estampación indirecto. La buena conformabilidad en caliente permite diseñar soluciones que integren varias funciones (eliminación de refuerzos y ensamblados posteriores).
• Ausencia de recuperación elástica
• Homogeneidad de propiedades mecánicas obtenidas en las piezas
• Resistencia excepcional a la fatiga y al impacto que permite importantes reducciones de peso

ArcelorMittal ha sido la primera empresa siderúrgica en ofrecer a la industria del automóvil un acero revestido para estampado en caliente (Press Hardened Steel): Usibor^® -AS con un revestimiento a base de Aluminio y Silicio aplicado por inmersión en caliente.

Las ventajas adicionales de Usibor^®-AS y AS-Ductibor^® son:

• Simplificación del proceso y ganancias económicas (sin necesidad de granallado al no formarse cascarilla, sin atmósferas inertes específicas en los hornos de austenización);
• Excelente resistencia temporal a la corrosión de las piezas después de estampación, por lo que no necesitan aceitado antes del ensamblado
• Ausencia de descarburación
• Excelente resistencia a la corrosión perforante. Se utiliza actualmente en zonas secas y húmedas (taloneras por ejemplo) del vehículo

Usibor^®1500-GI galvanizado Zn (únicamente para proceso de estampación indirecto) y Usibor^® 1500-GA galvannealed ZnFe (para procesos directo e indirecto) completan la oferta de revestimientos.

Para todos los productos existen dos fichas de seguridad, una para el producto en el estado de la entrega y otra para el producto tras el tratamiento térmico. No existen precauciones particulares propias para estos aceros.

Los aceros Usibor^® están especialmente adaptados para todas las piezas de estructura para el automóvil que necesiten una buena resistencia al impacto.

Las aplicaciones más frecuentes son:

• Vigas de parachoques delantero/trasero
• Refuerzos de puerta
• Refuerzos de montante de vano
• Refuerzos de pilar central
• Refuerzo de suelo
• Refuerzo de túnel
• Refuerzo de salpicadero
• Refuertos de techo

El acero Ductibor^® puede ser ofrecido en combinación con la forma Usibor^® de piezas soldadas con láser (formatos soldados láser - LWB) para la obtención de piezas estampadas en caliente con características localmente más dúctiles que Usibor^®. Esta solución responde a la necesidad de controlar de manera muy precisa las deformaciones de determinadas zonas del vehículo durante el impacto (por ejemplo en un refuerzo de pilar central), y ampliar el campo de uso de aceros de estampado en caliente a piezas de absorción de energía (por ejemplo, un larguero).

 Las aplicaciones potenciales de las piezas soldadas con láser Usibor^® - Ductibor^® son:

• Larguero delantero (parte delantera, codo y extensión bajo suelo)
• Larguero trasero
• Refuerzo de pilar central (parte superior en Usibor^® 1500, parte inferior en Ductibor^® 500)

ArcelorMittal dispone de un conjunto de datos relativos a la conformación y a las propiedades de uso de toda la gama de aceros para conformación en caliente. Para integrar estos aceros en la fase de diseño, un equipo de expertos puede realizar estudios específicos basados en modelizaciones o en ensayos de caracterización.

Propiedades mecánicas indicativas despues de embutición en caliente (1) + recocido pintura (2)

Estas propiedades, son solo indicativas, porque dependen directamente del proceso de estampación en caliente.
A_50mm %: Porcentaje de elongación tras la fractura usando una muestra con longitud de referencia L₀ = 50 mm (ISO 6892-1 tipo 1 [ASTM12,5x50] o tipo 3 [JIS25x50])

(1) Tratamiento térmico del tipo 880 ° C-930 ° C durante 5 a 10 minutos seguido de enfriamiento en el útil de estampación. Los valores indicados siempre se alcanzan con herramientas planas suficientemente refrigerados (velocidad de enfriamiento> 50 ° C / s).
(2) Simulacion del curado de la pintura: tratamiento térmico de 170°C durante 20 minutos.
(3) Los alargamientos a rotura, A%, medido en probeta (ISO20x80) son proporcionados a título indicativo, el ángulo de plegado es un criterio más pertinente para evaluar la ductilidad del material durante un crash/choque.
(4) Ángulo de plegado a Fmáx medido según el estándar VDA238-100 sobre una probeta de 1.5 mm.
(5) Ductibor 500: el límite de elasticidad es > 330 MPa para un espesor < 1.2 mm y el límite de elasticidad es > 350 MPa para un espesor > 1.2 mm.
(6) El valor depende de las condiciones de calentamiento (atmósfera, tiempo de permanencia) y del arenado.

Para más información, descargue las fichas relativas a las curvas de tracción típicas y las leyes físicas asociadas.

Antes del tratamiento térmico, la microestructura de Usibor^® 1500 presenta una matriz ferrito-perlítica.

El revestimiento en el estado de suministro de Usibor^® 1500-AS, presenta una capa de aleación ternaria en la interfaz acero-revestimiento y una capa de aluminio-silicio libre.

Después del tratamiento térmico y el templado, la microestructura es 100% martensítica.

El revestimiento AlSi de Usibor^® 1500-AS se transforma en el horno (reacciones de interdifusión y solidificación) y forma diferentes capas de compuestos intermetálicos de AlSiFe protectoras y perfectamente adherentes.

Usibor^®-AS y Ductibor^®-AS han sido desarrollados especialmente para un procedimiento directo de estampado en caliente: austenización de los formatos en hornos de tratamiento térmico, estampado de dichos formatos calientes en prensa y temple martensítico en las matrices de estampado enfriadas mediante circulación de agua. Todas las deformaciones se realizan "en caliente". Desaconsejamos las predeformaciones en frío de Usibor^®-AS y Ductibor^®-AS antes del tratamiento térmico de austenización. Usibor^® 1500-GI no es compatible con el proceso directo de estampado en caliente. Las piezas estampadas en caliente de Usibor^®-AS y Ductibor^®-AS no presentan micro-fisuras en el substrato.

Póngase en contacto para todos los datos y consejos sobre el estampado en caliente de Usibor^® y Ductibor^®.

Usibor^® 1500-GI, Usibor^® 1500-GA y 22MnB5 presentan una buena aptitud para el conformado en frío, por lo que se pueden utilizar en un proceso indirecto.

Después de la estampación y el temple, la superficie de las piezas en Usibor^® 1500-AS permite una aplicación directa de pintura, sin necesitar una limpieza previa de tipo granallado. La elevada rugosidad superficial permite una adherencia excelente de la cataforesis incluso sin el agarre de la fosfatación. La composición de los baños de fosfatación no se ve modificada ni se ha identificado ningún tipo de contaminación.

Las piezas en Usibor^® 1500-GI se deben limpiar (mediante granallado por ejemplo) para garantizar una buena adhesión de la pintura y una buena soldabilidad.

Las piezas en 22MnB5 se granallan sistemáticamente para eliminar la cascarilla superficial y garantizar un buen comportamiento posterior en pintura.

Los aceros Usibor^® y Ductibor^® presentan una excelente soldabilidad por puntos, en montajes homogéneos y heterogéneos, tanto a 50 Hz como a 1000 Hz.

Los rangos de soldabilidad son amplios y la resistencia mecánica de las uniones (tracción, cizallamiento) cumple con las exigencias de los fabricantes de automóviles y de las normas. Gracias a la naturaleza de la capa aleada obtenida tras la estampación en caliente, la vida útil de los electrodos de soldadura se considera muy excepcional (varios miles de puntos sin degradación) en comparación con los revestimientos metálicos convencionales. Pueden aplicarse sin problema los métodos de soldadura convencionales MAG, MIG, así como soldadura fuerte.

Sobre la base de su amplia experiencia en la caracterización de sus productos en soldadura por puntos y en soldadura al arco, ArcelorMittal puede proporcionarle la asistencia técnica necesaria para adaptar los parámetros de soldadura.