Le choix du bon acier pour les moules de coulée sous pression est essentiel à la durée de vie des moules., qualité des pièces, et l'efficacité de la production. Les moules de moulage sous pression sont confrontés à des conditions difficiles : températures élevées (jusqu'à 600°C pour la coulée d'alliages d'aluminium), cycles thermiques répétés, et l'usure mécanique - l'acier doit donc équilibrer forte résistance, se résistance à l'usure, résistance à la fatigue thermique, et Transformation. Cet article présente les meilleures options d'acier pour différents scénarios, compare leurs propriétés clés, et fournit des conseils de sélection pratiques pour résoudre vos problèmes de matériaux de moule.
1. Exigences de performance de base pour l’acier pour moules moulé sous pression
Avant d'explorer des types d'acier spécifiques, il est essentiel de comprendre les indicateurs de performance non négociables : ils constituent la base de votre sélection. Utilisez le tableau ci-dessous pour clarifier les priorités en fonction du matériau de moulage et du volume de production.:
| Métrique de performance | Définition | Criticité pour différents scénarios |
| Résistance à la fatigue thermique | Capacité à résister à un chauffage/refroidissement répété sans se fissurer | ★★★★★ (Moulage d'alliage d'aluminium/magnésium: 300Cycles thermiques –600°C) |
| Se résistance à l'usure | Résistance à l'abrasion superficielle due au flux de métal en fusion | ★★★★☆ (Production à volume élevé: >100,000 cycles) |
| Dureté | Capacité à résister aux chocs et à la déformation sous haute pression | ★★★★☆ (Grands moules ou pièces à parois épaisses: pression de serrage élevée) |
| Transformation | Facilité d'usinage (fraisage, forage) et polissage | ★★★☆☆ (Cavités de moules complexes: nécessite une finition de surface fine) |
| Résistance à la corrosion | Résistance aux attaques chimiques du métal en fusion ou des liquides de refroidissement | ★★★☆☆ (Moulage en alliage de zinc: le zinc fondu peut corroder l'acier) |
2. Principaux types d'acier pour les moules de moulage sous pression: Comparaison & Cas d'utilisation
Tous les aciers ne sont pas égaux : chaque type excelle dans des scénarios spécifiques. Vous trouverez ci-dessous une ventilation détaillée des options les plus largement utilisées, organisé en catégories « à usage général » et « spécialisé » pour plus de clarté.
2.1 Aciers hautes performances à usage général (Choix les plus courants)
Ces aciers équilibrent toutes les propriétés clés et fonctionnent pour 80% des applications de moulage sous pression (Par exemple, moules en alliage d'aluminium, production en volume moyen).
| Type d'acier | Caractéristiques clés | Avantages | Cas d'utilisation idéaux |
| H13 Acier | – Excellente dureté à haute température (HRC 48-52 après traitement thermique)- Composition chimique stable- Bonne résistance aux chocs et bonne aptitude au traitement | – Équilibre la ténacité et la résistance à l’usure- Convient aux moules de formes complexes- Faible coût d'entretien | Grands moules (Par exemple, blocs de moteur automobile), composants de base (cœurs de moisissure, colonnes de guidage), moulage sous pression en alliage d'aluminium (100,000–500 000 cycles) |
| H11 Acier | – Haute résistance thermique (conserve sa dureté à 600°C)- Forte capacité de réglage de la dureté (HRC 45-50)- Facile à usiner et à réparer | – Entretien fréquent facile (faible difficulté de reprise)- Fonctionne bien dans les cycles à température moyenne | Grands moules nécessitant un entretien régulier (Par exemple, boîtiers d'appareils électroménagers), moulage sous pression en alliage de zinc |
| 8407 Acier | – Stabilité thermique exceptionnelle (déformation minimale après traitement thermique)- Bonnes performances de coupe- Résistance à l'usure élevée (mieux que H13 pour les petites fonctionnalités) | – Fournit une qualité de pièce constante sur de longues séries- Convient aux moules de précision | Moules de petite et moyenne taille (Par exemple, boîtiers de composants électroniques), exigences de dureté élevée (HRC 50-54), moulage en alliage d'aluminium/magnésium |
Exemple: H13 contre. 8407 pour moules en alliage d'aluminium
Pour un moule de roue en aluminium de 500 000 cycles:
- H13 Acier: Coût initial inférieur, détails de rayon complexes plus faciles à usiner, mais peut présenter une légère usure après 400,000 cycles.
- 8407 Acier: 15–20% de durée de vie plus longue (jusqu'à 600,000 cycles), meilleure rétention de l'état de surface, mais coût des matériaux 10 à 15 % plus élevé.
2.2 Des aciers spécialisés pour des exigences uniques
Ces aciers répondent à des besoins extrêmes, tels que la haute précision, longue durée de vie, ou résistance à la corrosion, là où les aciers à usage général ne sont pas à la hauteur.
| Type d'acier | Caractéristiques clés | Avantages | Cas d'utilisation idéaux |
| Acier S136 | – Excellente résistance à la corrosion (teneur en chrome >13%)- Bonne stabilité à haute température- Polit pour obtenir une finition de surface semblable à un miroir (Rampe <0.02 µm) | – Empêche la corrosion de l'alliage de zinc- Pas de rouille superficielle due aux liquides de refroidissement | Moules petits/moyens avec des exigences élevées en matière de finition de surface (Par exemple, pièces cosmétiques), moulage sous pression en alliage de zinc |
| Acier NAK80 | – Acier à outils en alliage de nickel- Haute résistance à la déformation à haute température- Performances de coupe supérieures (aucun traitement thermique n'est nécessaire pour l'usinage) | – Maintient la stabilité dimensionnelle dans les cycles de 400 à 500°C- Réduit le temps d'usinage de 20 à 30 % | Moules de haute précision (Par exemple, boîtiers de capteurs), pièces nécessitant des tolérances serrées (<± 0,01 mm) |
| 718 Acier | – Microstructure optimisée grâce à un recuit spécial- Dureté élevée (HRC 48-52) et résistance à la fatigue- Bonne soudabilité pour les réparations de moules | – Longue durée de vie pour une production en volume moyen (200,000–300 000 cycles)- Faible risque de fissuration lors de la réparation | Pièces de petite/moyenne précision (Par exemple, cadres de smartphone), moulage sous pression en alliage d'aluminium |
| 8418 Acier | – Pureté élevée (faible teneur en soufre)- Faible teneur en silicium, rapport élevé en molybdène- Excellente résistance à l'érosion et aux fissures | – Résiste aux cycles rapides de froid et de chaleur (Par exemple, moules de galvanoplastie de poignée de meuble)- Aucune fissure de surface après 300,000+ cycles | Moules nécessitant une durabilité à long terme, pièces présentant des fluctuations de température fréquentes |
2.3 Des aciers haut de gamme pour des exigences extrêmes
Pour les moules avec une durée de vie très élevée ou des exigences de qualité de produit (Par exemple, pièces aérospatiales, 1,000,000+ cycles), ces aciers avancés valent l'investissement:
- Acier DIEVAR: Raffiné via un four à laitier électrique (RSE) processus, il a une ténacité et une ductilité améliorées. Inhibe la propagation des fissures, ce qui le rend idéal pour les grands, moules haute pression (Par exemple, composants automobiles lourds).
- Acier DAC55: Similaire au H13 mais avec une teneur plus élevée en chrome, il offre 25% meilleure résistance à la fatigue thermique. Parfait pour le moulage d'alliages d'aluminium soumis à des chocs thermiques fréquents.
- 1.8433 Acier: Un acier à outils pour travail à chaud de qualité européenne avec une excellente résistance à l'usure et une excellente aptitude au traitement.. Utilisé dans les moules de précision pour les pièces de dispositifs médicaux.
3. Autres matériaux optionnels: Avantages & Inconvénients
Si le budget ou l’échelle de production limite votre choix, envisagez ces alternatives, mais soyez conscient de leurs compromis:
| Type de matériau | Caractéristiques clés | Avantages | Inconvénients | Cas d'utilisation idéaux |
| Acier en alliage | Forte résistance, bonne dureté (HRC 45-50) | – Convient aux pièces très demandées (composants automobiles)- Meilleures propriétés mécaniques que l'acier au carbone | – Difficult to machine (nécessite des outils spécialisés)- Coût élevé (2–3x more than H13) | De haute qualité, high-output production (100,000+ cycles) |
| Acier à grande vitesse (HSS) | Bonnes performances de coupe, low material cost | – Abordable (1/3 the cost of H13)- Easy to machine for simple molds | – Durée de vie courte (≤50,000 cycles)- Easy wear and deformation at high temperatures | Small/medium batches (≤10,000 parts), ordinary precision requirements |
| Acier coulé | Excellentes propriétés mécaniques, faible coût | – Bon marché (1/4 the cost of H13)- Suitable for large molds (Par exemple, industrial machine housings) | – Long processing cycle (3–4x longer than H13)- Basse précision (tolérances >± 0,1 mm) | Grand, low-precision die castings (Par exemple, heavy equipment frames) |
4. Guide étape par étape pour sélectionner l’acier pour moules de moulage sous pression
Suivez ce linéaire, actionable process to choose the right steel for your project—no more guesswork:
Étape 1: Définir les exigences de base
Commencez par répondre 3 critical questions:
- What metal are you casting? (Aluminum = prioritize heat fatigue; zinc = prioritize corrosion resistance)
- What’s the production volume? (High volume >500,000 cycles = choose 8418/DIEVAR; faible volume <10,000 = HSS/cast steel)
- What’s the mold complexity? (Complex cavities = prioritize processability; Par exemple, H13/NAK80)
Étape 2: Équilibrer les performances et les coûts
Utiliser la règle du « rapport coût-performance »:
- Pour 80% d'applications standards (aluminium, 100,000–300 000 cycles), H13 Acier est le meilleur rapport qualité-prix : il répond à toutes les exigences sans coûts supplémentaires.
- Pour des besoins de précision ou de corrosion, mise à niveau vers S136 (zinc) ou Nak80 (aluminium de haute précision)—le coût supplémentaire est compensé par une réduction des retouches et une durée de vie plus longue.
Étape 3: Vérifier la traitabilité
Assurez-vous que l’acier peut être usiné selon la conception de votre moule:
- Cavités complexes avec des détails fins: Évitez les alliages difficiles à usiner (Par exemple, DAC55) sauf si nécessaire, optez pour NAK80 ou H13.
- Grands moules nécessitant des réparations par soudage: Choisir 718 Acier (Excellente soudabilité) pour éviter les fissures lors de l'entretien.
Perspective de la technologie Yigu
À la technologie Yigu, we believe die casting mold steel selection is about aligning material properties with real-world production needs. Pour la plupart des clients (automobile, électronique grand public), Nous recommandons H13 Acier as the starting point—it balances cost, performance, and processability for aluminum alloy molds. Pour les pièces de haute précision (Par exemple, 5G device housings), we upgrade to Nak80 to ensure dimensional stability in 400–500°C cycles. For zinc alloy clients, Acier S136 is non-negotiable to prevent corrosion. We also factor in production volume: for runs >500,000 cycles, nous suggérons 8418 Acier—its crack resistance cuts mold replacement costs by 30%. Finalement, the goal isn’t just choosing “good steel”—it’s choosing steel that maximizes mold lifespan and minimizes total production cost.
FAQ
- Can I use H13 Steel for zinc alloy die casting?
H13 Steel works for low-volume zinc casting (<50,000 cycles) but is not ideal for long runs. Molten zinc can corrode H13 over time, leading to surface defects. For zinc alloy molds, Acier S136 (with high chromium content) is better—it resists corrosion and maintains surface finish.
- How much longer does DIEVAR Steel last compared to H13?
Acier DIEVAR, refined via ESR, has 30–40% longer lifespan than H13 in high-temperature aluminum casting. Par exemple, an H13 mold may last 300,000 cycles, while DIEVAR can reach 400,000–450,000 cycles—ideal for high-volume production where mold replacement is costly.
- Is high-speed steel (HSS) a viable option for small-batch die casting?
Oui, HSS is suitable for small batches (<10,000 parties) with ordinary precision. It’s cheap and easy to machine, making it cost-effective for prototypes or low-volume runs. Cependant, avoid HSS for high-temperature casting (aluminum/magnesium)—it wears quickly, conduisant à une qualité de pièce incohérente après 5 000 à 10 000 cycles.