AISI H21 ACTE: Guide des performances à haute température & Usages

Si vous travaillez avec des outils qui font face à des températures du milieu à un haut, comme une extrusion chaude décède, Grands outils de forgeage, ou des moules en plastique à volume élevé -AISI H21 ACTE est une solution fiable. En tant que chrome-tungsten-molybdène à chaud et acier de travail à chaud, il est conçu pour garder sa force, dureté, et forme même lorsqu'il est exposé à chauffer jusqu'à 600 ° C. Dans ce guide, Nous allons briser ses propriétés clés, Applications du monde réel, processus de fabrication, Et comment il se compare à d'autres matériaux. À la fin, Vous saurez si c'est le bon ajustement pour vos besoins d'outillage à haute température moyenne à lourde.

1. Propriétés des matériaux de l'acier à outils AISI H21

La capacité de l'AISI H21 à fonctionner sous la chaleur provient de sa composition soigneusement équilibrée et de ses propriétés optimisées. Explorons chaque catégorie en simple, termes pratiques:

Composition chimique

LeÉléments d'alliage Dans AISI H21, travaillez ensemble pour résister à la chaleur, porter, et contrainte thermique. Voici une ventilation typique et leurs rôles:

Propriétés physiques

Ces traits décrivent comment AISI H21 se comporte dans des environnements à haute température:

• Densité: ~ 7,85 g / cm³ (Identique à la plupart des aciers - facile à calculer le poids de l'outil pour les configurations de travail à chaud).
• Conductivité thermique: ~ 30 w /(m · k) (dissipe bien la chaleur, Empêcher une surchauffe localisée dans les grandes matrices).
• Coefficient de dilatation thermique: ~ 11,6 × 10⁻⁶ / ° C (minimise la déformation lorsqu'elle est chauffée et refroidie, Garder les outils précis).
• Capacité thermique spécifique: ~ 465 J /(kg · k) (absorbe et libère la chaleur uniformément, Réduire la contrainte thermique sur l'acier).
• Propriétés magnétiques: Ferromagnétique (Fonctionne avec les porte-outils magnétiques, Même à des températures modérées).

Propriétés mécaniques

Les traits mécaniques de l'AISI H21 sont adaptés à un travail à chaud moyen à lourd. Voici ce qui compte le plus:

• Résistance à la traction: ≥ 1,600 MPA (à température ambiante); ≥ 850 MPA et 500 ° C (Assez fort pour une forte forge chaude).
• Limite d'élasticité: ≥ 1,300 MPA (à température ambiante); ≥ 700 MPA et 500 ° C (résiste à la déformation permanente sous chaleur et charge).
• Dureté: 40–45 HRC (Rockwell), ~ 400–450 HV (Vickers), ~ 380–430 HBW (Brinell)—Softer que H13, mais maintient la dureté à feu vif.
• Résistance à l'impact: ~ 30–40 J (à température ambiante); ~ 18 J à 500 ° C (assez dur pour résister à la fissuration du choc thermique).
• Force de fatigue: ~ 700 MPa (résiste aux dommages causés par les cycles de chauffage / refroidissement répétés - idéal pour les moules à volume élevé).
• Se résistance à l'usure: Bon - résistantes à l'usure abrasive du métal chaud ou du plastique, mais 10 à 15% de moins que AISI H13.

Autres propriétés

• Résistance à la corrosion: Modéré - Résistation oxydation jusqu'à 600 ° C (Utilisez des revêtements comme un placage de chrome pour des températures plus élevées ou des environnements humides).
• Durabilité: Excellent - Hardens uniformément en sections épaisses (jusqu'à 150 mm), Le rendre idéal pour les grandes matrices.
• Résistance à la température: Très bien - Maison de dureté et de force jusqu'à 600 ° C (Fonctionne pour la plupart du travail à chaud non extreme).
• Stabilité dimensionnelle: Retrait ou déformation élevé - Minimal après traitement thermique et utilisation répétée (Critique pour les moules de précision).
• Réactualité: Exceptionnel - peut être chauffé et façonné en grand, Designs de matrices complexes sans craquer.

2. Applications de l'acier à outils AISI H21

L'équilibre de la résistance à la chaleur de l'AISI H21, dureté, et l'ouvabilité le rend idéal pour les outils à haute température moyennes. Voici ses utilisations les plus courantes:

Industrie du travail des métaux

C'est un choix supérieur pour les outils qui façonnent les pièces métalliques chauffées grandes ou épaisses:

• Outils de travail chaud: Grands cisaillements chauds (pour couper des plaques en acier épaisses), Guides roulants chauds (pour façonner les feuilles de métal), Et des marteaux à forage chaud.
• Dies à forage chaud: Dies moyen à large pour forger des pièces en acier comme des blancs, arbres d'essieu, ou composants de machines lourds.
• Dies à l'extrusion chaude: Décède pour extruder des profils de métal épais (comme des poutres en acier pour la construction) ou métaux non ferreux (comme des tuyaux en cuivre).
• Outils d'estampage à chaud: Outils d'estampage chaud pour façonner les draps en acier épais (Par exemple, Pièces de châssis de camion ou cadres d'équipement industriel).

Industrie du moulage en plastique

Sa résistance à la chaleur fonctionne pour un volume élevé, Grands composants de moisissure:

• Inserts de moisissure d'injection: Grands inserts de noyau ou de cavité pour les pièces en plastique à volume élevé (comme des panneaux intérieurs automobiles ou de grands boîtiers d'appareils).
• Moules de compression: Moules pour façonner les grandes pièces en plastique thermodoseur (Comme des enclos électriques pour les machines industrielles).
• Outils de moulage par soufflage: Outils pour fabriquer de grands contenants en plastique (Comme des tambours de stockage de 50 litres)—Bandle la chaleur du plastique fondu et des cycles répétés.

Industrie automobile

Il est utilisé pour l'outillage à chaud automobile robuste:

• Dies à l'estampage: Dies à l'estampage à chaud épais pour les pièces en acier épaisses (comme des rails de cadre de camion ou des pare-chocs SUV).
• Coups de poing: Grands coups chauds pour créer des trous en pièces métalliques chauffées épaisses (comme les blocs moteurs ou les boîtiers de transmission).
• Meurt pour forger: Grand forge décède pour des pièces automobiles comme les vileliers, cannes de connexion, ou composants de suspension.

Génie général

C'est parfait pour grand, Outils à haute température en milieu industriel:

• Outils de travail à chaud: Grands matrices bouleversantes chaudes (pour façonner les boulons métalliques ou les fixations en vrac) ou outils pressants à chaud (pour former des matériaux composites).
• Outils de travail à froid: Outils de formation à froid robustes pour les feuilles de métal épaisses (comme faire de grands supports en aluminium)- Merci à sa ténacité.
• Outils de formation à froid: Outils pour façonner le métal froid sous haute pression (comme faire de grandes rondelles en acier ou des fixations de construction).

3. Techniques de fabrication pour l'acier à outils AISI H21

La production de l'AISI H21 nécessite une précision pour préserver ses propriétés résistantes à la chaleur, Surtout pour les outils grands ou complexes. Voici le processus:

1. Processus d'acier

• Fournaise à arc électrique (EAF): La méthode la plus courante. L'acier à ferraille est fondu dans un EAF, et Éléments d'alliage (Croisement, MO, Et) sont ajoutés pour atteindre la composition exacte de l'AISI H21.
• Fournaise de base à l'oxygène (BOF): Rare pour H21 - utilisé uniquement pour la production à grande échelle d'aciers à travail à chaud de haute qualité pour les clients industriels.

2. Rouler et forger

• Roulement chaud: L'acier est chauffé à environ 1 200–1 250 ° C et roulé dans de grandes barres, assiettes, ou des blocs (la forme de départ pour les grandes matrices).
• Roulement froid: Rare for H21—hot rolling preserves the steel’s grain structure and réactualité, qui est essentiel pour les grands outils.
• Forgeur de chute: Utilise un marteau lourd pour façonner l'acier chaud en grands blancs (comme forger des corps de matrices pour les pièces automobiles).
• Appuyez sur le forgeage: Utilise une presse hydraulique (avec une haute pression) pour créer des formes précises pour les grands, Dies complexes (comme les inserts de moisissure d'injection pour les appareils).

3. Traitement thermique

Le traitement thermique est la clé pour débloquer la résistance à la chaleur d'AISI H21. Le processus typique est:

• Recuit: Chauffer l'acier à 850–900 ° C et refroidir lentement - le soutient à 180–220 HBW, ce qui facilite la machine des matrices grandes ou complexes.
• Austénidation: Chauffer à 1 020–1 060 ° C et tenir pendant 3 à 5 heures (plus long que les petits aciers, Pour assurer même le chauffage des sections épaisses).
• Éteinte: Refroidir dans l'huile ou l'air (La trempe d'air est courante pour les grandes matrices)—Prevants craqueant et crée un dur, structure résistante à la chaleur.
• Tremper: Réchauffer à 520–580 ° C et maintenir 4 à 6 heures (fait deux fois pour la stabilité)—Clocks dans la résistance à la chaleur et réduit la fragilité.

4. Traitement de surface

• Affûtage: Utilise grand, Roues abrasives de précision pour façonner les grandes matrices à des dimensions exactes (Par exemple, lisser la cavité d'un dé).
• Polissage: Crée une surface lisse pour les inserts de moisissure - l'installation des pièces en plastique a un nettoyage, finition uniforme (Critique pour les pièces automobiles ou d'appareils).
• Revêtement: Nitrure d'aluminium en option en option (Tialn) ou le placage de chrome augmente la résistance à l'usure de 25 à 30% (Idéal pour les matrices de forge à volume élevé).

5. Contrôle de qualité

Chaque lot de AISI H21 est testé pour répondre aux normes strictes, surtout pour grand, outils à haute pression:

• Analyse chimique: Utilise la spectrométrie pour vérifier les niveaux de Cr, MO, et d'autres éléments (s'assure qu'il correspond aux spécifications d'AISI H21).
• Tests mécaniques: Comprend des tests de traction à haute température, tests d'impact (dans la chambre et des températures élevées), et des tests de dureté (Pour vérifier HRC).
• Tests non destructeurs (NDT): Utilise des tests ultrasoniques pour trouver des fissures cachées en sections épaisses (critique pour les grandes matrices qui font face à la haute pression).

4. Études de cas: AISI H21 ACTE

Des exemples du monde réel montrent comment AISI H21 résout les problèmes pour les outils à chaud de grands ou à volume élevé. Voici trois cas détaillés:

Étude de cas 1: Dies à chaud pour les vileoussages automobiles

Contexte de l'application: A U.S. Le fabricant de pièces automobiles a utilisé AISI H11 meurt pour forger des vileliers. Les matrices ont duré 12,000 cycles avant de s'arrêter, Coût 8 000 $ / mourir et 3 jours de temps d'arrêt par remplacement (En raison de la grande taille de matrice). Amélioration des performances: Ils sont passés à AISI H21 décédé. Les matrices ont duré 25,000 cycles - plus de deux fois plus longs.Analyse coûts-avantages: Les coûts annuels de la matrice ont chuté à $19,200 (depuis $40,000), Économiser 20 800 $ / an. Les temps d'arrêt sont également tombés 50%, Augmentation de la production de vitesses 15%.

Étude de cas 2: Inserts de moisissure d'injection pour les grands boîtiers d'appareils

Contexte de l'application: Un fabricant d'appareils européens a utilisé des inserts de moisissure AISI P20 pour les grands boîtiers de réfrigérateur. Les inserts se sont épuisés après 150,000 cycles, coûtant 5 000 $ / insert et 2 jours de temps d'arrêt (En raison de la grande taille d'insertion). Amélioration des performances: Ils sont passés aux inserts AISI H21. Les inserts ont duré 350,000 Cycles - 2,3x plus longtemps.Analyse coûts-avantages: Les coûts de remplacement annuels ont chuté à $8,571 (depuis $18,333), Économiser 9 762 $ / an. Les logements avaient également une meilleure stabilité dimensionnelle, Réduire la ferraille 6%.

Étude de cas 3: Extrusion à chaud meurt pour les poutres en acier

Contexte de l'application: Un fabricant de matériaux de construction canadiens a utilisé un acier à chaud de qualité inférieure (AISI H10) pour des matrices d'extrusion. Les matrices ont craqué après 8,000 cycles (En raison de la contrainte thermique), coûtant 6 000 $ / mort et 4 jours de temps d'arrêt.Amélioration des performances: Ils sont passés à AISI H21 décédé. Les matrices ont duré 18,000 cycles et n'a pas craqué.Analyse coûts-avantages: Les coûts annuels de la matrice ont chuté à $17,333 (depuis $45,000), Économiser 27 667 $ / an. Les temps d'arrêt sont tombés 70%, Permettre à l'entreprise de remplir davantage de commandes de poutres en acier.

5. AISI H21 Tool Steel Vs. Autres matériaux

Comment AISI H21 se compare-t-il aux autres aciers et non-steels pour un travail chaud moyen à lourd? Utilisons des données:

Comparaison avec d'autres aciers à outils

AISI H21 est conçu pour, Outils à haute température - voici comment il s'accumule par rapport aux autres aciers à outils communs:

Comparaison avec les matériaux non steel

Les non-steels ne peuvent pas correspondre à l'équilibre de la taille de l'AISI H21, dureté, et résistance à la chaleur:

À retenir: AISI H21 est le meilleur choix pour les grands, Outils de travail à chaud moyen à lourd. C'est plus résistant à la chaleur que H11, Plus facile à machine pour les grandes pièces que H13, Et beaucoup plus difficile que les non-steels comme la céramique - le rendre parfait pour le travail chaud à l'échelle industrielle.

Perspective de la technologie YIGU sur AISI H21 Tool Steel

À la technologie Yigu, Nous recommandons AISI H21 à des clients ayant des besoins à chaud à chaud ou à volume élevé, comme les magasins de forgeage automobile ou les fabricants de moisissures d'appareils électroménagers. C'est un choix fiable pour les outils qui doivent gérer la chaleur jusqu'à 600 ° C sans se fissurer, Et sa capacité à durcir uniformément en sections épaisses le rend idéal pour les grosses matrices. Bien qu'il soit légèrement moins résistant à l'usure que H13, C'est souvent plus rentable pour les grandes pièces. Pour les entreprises qui dépendent de l'outillage chaud à l'échelle industrielle, AISI H21 offre des performances cohérentes et une longue durée de vie de l'outil, Réduire les temps d'arrêt et les coûts de remplacement.

FAQ sur AISI H21 ACTE

1. Peut-on utiliser AISI H21 pour de petits outils de travail à chaud?
   Oui, Mais ce n'est pas idéal. AISI H21 est conçu pour, outils épais - ses propriétés (comme une durabilité élevée pour les sections épaisses) sont exagérés pour les petits outils. Pour les petits outils à chaud, AISI H11 ou H13 est plus rentable.