AISI H21 Strumento Steel: Guida alle prestazioni ad alta temperatura & Usi

Se lavori con strumenti che affrontano temperature medio-alte, come la morte di estrusione calda, Grandi strumenti di forgiatura, o stampi in plastica ad alto volume—AISI H21 Strumento Steel è una soluzione affidabile. Come un crollo crollo-tungsteno-molibdenum in acciaio di lavoro a caldo, È progettato per mantenere la sua forza, tenacità, e forma anche se esposto per riscaldare fino a 600 ° C. In questa guida, Abbatteremo le sue proprietà chiave, Applicazioni del mondo reale, processo di produzione, e come si confronta con altri materiali. Alla fine, Saprai se è la soluzione giusta per le tue esigenze di utensili ad alta temperatura medio-pesante.

1. Proprietà del materiale dell'acciaio per utensili AISI H21

La capacità di Aisi H21 di esibirsi sotto calore proviene dalla sua composizione attentamente bilanciata e proprietà ottimizzate. Esploriamo ogni categoria in semplice, Termini pratici:

Composizione chimica

ILelementi legati In Aisi H21 lavora insieme per resistere al calore, Indossare, e stress termico. Ecco una tipica rottura e i loro ruoli:

Proprietà fisiche

Questi tratti descrivono come Aisi H21 si comporta in ambienti ad alta temperatura:

• Densità: ~ 7,85 g/cm³ (Come la maggior parte degli acciai: è facile da calcolare il peso dello strumento per le configurazioni di lavoro a caldo).
• Conducibilità termica: ~ 30 W/(M · k) (dissipa bene il calore, prevenire il surriscaldamento localizzato in grandi stampi).
• Coefficiente di espansione termica: ~ 11,6 × 10⁻⁶/° C. (riduce al minimo la deformazione quando riscaldato e raffreddato, mantenere gli strumenti precisi).
• Capacità termica specifica: ~ 465 J/(kg · k) (Assorbe e rilascia il calore uniformemente, Ridurre lo stress termico sull'acciaio).
• Proprietà magnetiche: Ferromagnetico (Funziona con i titolari di strumenti magnetici, anche a temperature moderate).

Proprietà meccaniche

I tratti meccanici di Aisi H21 sono adattati per un lavoro caldo medio-pesante. Ecco cosa conta di più:

• Resistenza alla trazione: ≥ 1,600 MPA (a temperatura ambiente); ≥ 850 MPA e 500 ° C. (Abbastanza forte per la forgiatura calda pesante).
• Forza di snervamento: ≥ 1,300 MPA (a temperatura ambiente); ≥ 700 MPA e 500 ° C. (resiste alla deformazione permanente sotto calore e carico).
• Durezza: 40–45 HRC (Rockwell), ~ 400–450 HV (Vickers), ~ 380–430 HBW (Brinell)—Softer di H13, ma mantiene la durezza ad alto calore.
• La tenacità dell'impatto: ~ 30–40 J. (a temperatura ambiente); ~ 18 j a 500 ° C (Abbastanza duro da resistere al crack di shock termico).
• Forza a fatica: ~ 700 MPA (Resiste danni da ripetuti cicli di riscaldamento/raffreddamento: ideali per stampi ad alto volume).
• Resistenza all'usura: Bene, resiste abrasive da metallo caldo o plastica, Ma il 10-15% in meno di Aisi H13.

Altre proprietà

• Resistenza alla corrosione: Moderato: ossidazione dei resisti fino a 600 ° C (Usa rivestimenti come la placcatura del cromo per temperature più elevate o ambienti bagnati).
• Affidamento: Eccellente: hards uniformemente in sezioni spesse (fino a 150 mm), rendendolo ideale per grandi stampi.
• Resistenza alla temperatura: Molto bene: mantiene durezza e forza fino a 600 ° C (Funziona per la maggior parte dei lavori caldi non estremi).
• Stabilità dimensionale: Alto: restringimento minimale o deformazione dopo il trattamento termico e uso ripetuto (critico per stampi di precisione).
• Lavoro calda: Eccezionale: può essere riscaldato e modellato in grande, Disegni da dado complessi senza cracking.

2. Applicazioni dell'acciaio per utensili AISI H21

L'equilibrio di resistenza al calore di Aisi H21, tenacità, e la lavorabilità lo rende ideale per strumenti ad alta temperatura medio-pesante. Ecco i suoi usi più comuni:

Industria della lavorazione dei metalli

È una scelta migliore per strumenti che modellano parti metalliche riscaldate grandi o spesse:

• Strumenti di lavoro a caldo: Grandi cesoie calde (per tagliare piastre in acciaio spesse), Guide a rotolamento caldo (Per modellare fogli di metallo), e martelli forgianti caldi.
• La forgiatura calda muore: Stampi medio-grandi per forgiare parti di acciaio come spazi vuoti, alberi dell'assale, o componenti di macchinari pesanti.
• Muore l'estrusione calda: Muore per l'estrusione di profili di metallo spessi (come travi di acciaio per la costruzione) o metalli non ferrosi (Come i tubi di rame).
• Strumenti di stampaggio caldo: Strumenti di stampaggio caldo pesante per modellare fogli di acciaio spessi (PER ESEMPIO., Parti di telaio per camion o cornici per attrezzature industriali).

Industria di modanatura in plastica

La sua resistenza al calore funziona per il volume elevato, grandi componenti di stampo:

• Inserti di stampo per iniezione: Inserti di grandi core o cavità per parti di plastica ad alto volume (Come i pannelli interni automobilistici o gli alloggi per elettrodomestici).
• Stampi a compressione: Stampi per modellare grandi parti di plastica termoset (come recinti elettrici per macchine industriali).
• Strumenti di stampaggio di soffiaggio: Strumenti per produrre grandi contenitori di plastica (Come tamburi di archiviazione da 50 litri)—Secella il calore della plastica fusa e i cicli ripetuti.

Industria automobilistica

È utilizzato per gli utensili a caldo automobilistico pesante:

• Stamping muore: Muore di timbrazione calda pesante per parti in acciaio spesse (come i binari del telaio del camion o i paraurti SUV).
• Pugni: Grandi pugni caldi per creare fori in parti metalliche riscaldate spesse (come blocchi di motore o alloggiamenti di trasmissione).
• Muore per la forgiatura: Grandi stampi di forgiatura per parti automobilistiche come alberi a gomiti, Asta di collegamento, o componenti di sospensione.

Ingegneria generale

È perfetto per grandi, Strumenti ad alta temperatura in contesti industriali:

• Strumenti di lavoro a caldo: Grandi morti da sconvolgimento caldo (per modellare bulloni metallici o chiusure alla rinfusa) o strumenti di pressione a caldo (Per formare materiali compositi).
• Strumenti di lavoro a freddo: Strumenti per formare freddo pesante per fogli metallici spessi (Come fare grandi staffe di alluminio)—Grasks per la sua tenacia.
• Strumenti di formazione fredda: Strumenti per modellare il metallo freddo ad alta pressione (Come fare grandi rondelle in acciaio o dispositivi di fissaggio di costruzione).

3. Tecniche di produzione per l'acciaio per strumenti AISI H21

La produzione di AISI H21 richiede precisione per preservare le sue proprietà resistenti al calore, Soprattutto per strumenti grandi o complessi. Ecco il processo:

1. Processo di produzione in acciaio

• Fornace ad arco elettrico (Eaf): Il metodo più comune. L'acciaio di scarto viene fuso in un EAF, E elementi legati (Cr, Mo, E) vengono aggiunti per raggiungere la composizione esatta di Aisi H21.
• Fornace di ossigeno di base (Bof): Raro per H21, utilizzato solo per la produzione su larga scala di acciai a caldo di alta qualità per clienti industriali.

2. Rotolando e forgiando

• Rotolamento caldo: L'acciaio viene riscaldato a ~ 1.200–1.250 ° C e rotolato in grandi barre, piatti, o blocchi (La forma iniziale per grandi stampi).
• Rotolamento a freddo: Rare for H21—hot rolling preserves the steel’s grain structure and lavoro calda, che è fondamentale per strumenti di grandi dimensioni.
• Far cadere la forgiatura: Utilizza un martello pesante per modellare l'acciaio caldo in grandi spazi vuoti (Come forgiare corpi di dapi per parti automobilistiche).
• Premere la forgiatura: Utilizza una pressa idraulica (con alta pressione) per creare forme precise per grandi, stampi complessi (come inserti di stampo per iniezione per gli elettrodomestici).

3. Trattamento termico

Il trattamento termico è la chiave per sbloccare la resistenza al calore di Aisi H21. Il processo tipico è:

• Ricottura: Riscalda l'acciaio a 850–900 ° C e raffredda lentamente: lo softore a 180–220 HBW, semplificare la macchina per macchiare di grandi o complessi.
• Austenitizzante: Riscaldare a 1.020-1.060 ° C e tenere per 3-5 ore (acciai più lunghi di più piccoli, per garantire un riscaldamento uniforme di sezioni spesse).
• Spegnimento: Raffreddare in olio o aria (L'estinzione dell'aria è comune per i grandi stampi)—Preventi che si rompono e crea un duro, Struttura resistente al calore.
• Tempra: Riscaldare a 520–580 ° C e tenere per 4-6 ore (fatto due volte per stabilità)—Cogni nella resistenza al calore e riduce la fragilità.

4. Trattamento superficiale

• Macinazione: Usa grande, Ruote abrasive di precisione per modellare grandi stampi a dimensioni esatte (PER ESEMPIO., Levigare la cavità di un muore di forgiatura).
• Lucidare: Crea una superficie liscia per gli inserti dello stampo: le parti in plastica hanno una pulizia, finitura uniforme (Critico per parti automobilistiche o di apparecchi).
• Rivestimento: Opzionale: nitruro di alluminio titanio (Tialn) o la placcatura del cromo aumenta la resistenza all'usura del 25-30% (Ideale per le stampi di forgiatura ad alto volume).

5. Controllo di qualità

Ogni lotto di Aisi H21 è testato per soddisfare standard rigorosi, soprattutto per grandi, Strumenti ad alta pressione:

• Analisi chimica: Utilizza la spettrometria per controllare i livelli di CR, Mo, e altri elementi (assicura che corrisponda alle specifiche di Aisi H21).
• Test meccanici: Include test di trazione ad alta temperatura, Test di impatto (a camera e alte temperature), e test di durezza (Per verificare l'HRC).
• Test non distruttivi (Ndt): Utilizza test ad ultrasuoni per trovare crepe nascoste in sezioni spesse (critico per grandi stampi che affrontano l'alta pressione).

4. Casi studio: ASITY ASTRICE AISI H21 in azione

Esempi del mondo reale mostrano come AISI H21 risolva i problemi per strumenti di lavoro caldo di grandi o alto volume. Ecco tre casi dettagliati:

Caso di studio 1: Muore di forgiature calde per gli alberi a gomiti automobilistici

Background dell'applicazione: A U.S. Il produttore di parti automobilistiche ha utilizzato AISI H11 Dies per forgiare alberi a gomiti. I dado sono durati 12,000 Cicli prima di logorare, Costa $ 8.000/die e 3 giorni di inattività per sostituzione (A causa della grande dimensione del dado). Miglioramento delle prestazioni: Sono passati a AISI H21 muore. I dado sono durati 25,000 Cicli, più che il doppio del tempo.Analisi costi-benefici: I costi annuali del dado sono diminuiti a $19,200 (da $40,000), Risparmio di $ 20.800/anno. Anche i tempi di inattività sono caduti 50%, Aumentare la produzione di alberi motore di 15%.

Caso di studio 2: Inserti stampo per iniezione per alloggi per elettrodomestici

Background dell'applicazione: Un produttore di elettrodomestico europeo ha utilizzato inserti stampo AISI P20 per alloggi per grandi frigoriferi. Gli inserti si sono esauriti dopo 150,000 cicli, Costa $ 5.000/inserto e 2 giorni di inattività (A causa della grande dimensione dell'inserto). Miglioramento delle prestazioni: Sono passati agli inserti AISI H21. Gli inserti sono durati 350,000 Cicli: 2.3x più lunghi.Analisi costi-benefici: I costi di sostituzione annuali sono diminuiti a $8,571 (da $18,333), Risparmio di $ 9.762/anno. Gli alloggiamenti avevano anche una migliore stabilità dimensionale, Ridurre lo scarto di 6%.

Caso di studio 3: L'estrusione calda muore per le travi di acciaio

Background dell'applicazione: Un produttore di materiali da costruzione canadese ha utilizzato un acciaio a caldo inferiore (Aisi H10) per estrusione. I muore si sono spezzati dopo 8,000 cicli (a causa dello stress termico), Costa $ 6.000/die e 4 giorni di inattività.Miglioramento delle prestazioni: Sono passati a AISI H21 muore. I dado sono durati 18,000 cicli e non si sono ridotti.Analisi costi-benefici: I costi annuali del dado sono diminuiti a $17,333 (da $45,000), Risparmio di $ 27.667/anno. I tempi di inattività sono caduti da 70%, consentendo all'azienda di evadere più ordini per le travi in ​​acciaio.

5. AISI H21 Strumento Steel vs. Altri materiali

In che modo AISI H21 si confronta con altri acciai per utensili e non steel per il lavoro caldo medio-pesante? Usiamo i dati:

Confronto con altri acciai per utensili

Aisi H21 è progettato per grandi, Strumenti ad alta temperatura: ecco come si accumula con altri acciai per gli strumenti comuni:

Confronto con materiali non sterile

Non le stelle non possono abbinare l'equilibrio di dimensioni di Aisi H21, tenacità, e resistenza al calore:

Takeaway chiave: Aisi H21 è la scelta migliore per grande, Strumenti di lavoro medio-pesante. È più resistente al calore di H11, più facile da macchiare per parti grandi rispetto a H13, e molto più duro delle non steshi come la ceramica, facendolo perfetto per il lavoro a caldo su scala industriale.

La prospettiva della tecnologia Yigu sull'acciaio per strumenti AISI H21

Alla tecnologia Yigu, Raccomandiamo AISI H21 ai clienti con esigenze di lavoro a caldo di grandi o alto volume, come negozi di forgiature automobilistiche o produttori di stampi per elettrodomestici. È una scelta affidabile per gli strumenti che devono gestire il calore fino a 600 ° C senza rompere, e la sua capacità di indurirsi uniformemente in sezioni spesse lo rende ideale per le grandi stampi. Mentre è leggermente meno resistente all'usura di H13, è spesso più conveniente per grandi parti. Per le aziende che fanno affidamento su utensili a caldo su scala industriale, AISI H21 offre prestazioni coerenti e una lunga durata degli strumenti, Tagliare i tempi di inattività e i costi di sostituzione.

FAQ sull'acciaio per utensili AISI H21

1. Può essere utilizzato AISI H21 per piccoli strumenti di lavoro a caldo?
   SÌ, Ma non è l'ideale. Aisi H21 è progettato per grandi, Strumenti spessi: le sue proprietà (come un'alta intensità di sezioni spesse) sono eccessivi per piccoli strumenti. Per piccoli strumenti di lavoro caldo, Aisi H11 o H13 è più conveniente.