銀行を壊さずに高温を処理するツールスチールが必要な場合は、ホットフォーミングダイを考えてください, プラスチック型型インサート, または軽い自動車スタンピングツール - AISI H11ツールスチール 賢明な選択です. クロム - モリブデンのホットワークスチールとして, 耐熱性のバランスを取ります, タフネス, および手頃な価格, 中距離高温アプリケーションの定番となっています. このガイドで, 重要なプロパティを分類します, 実世界の使用, それがどのように作られているか, そして、それが他の素材とどのように比較されますか. 最後まで, ホットワークのツールのニーズに合っているかどうかはわかります.
1. AISI H11ツールスチールの材料特性
AISI H11の価値は、そのカスタマイズされた構成と特性に由来します, 最大550°Cまでの温度向けに設計されています. 各カテゴリを簡単な用語で検討しましょう:
化学組成
The合金要素 AISIでは、H11が協力して過度のコストなしで熱と摩耗に抵抗する. 典型的な内訳とその役割は次のとおりです:
| 要素 | 典型的なコンテンツ | AISI H11パフォーマンスにおける役割 |
|---|---|---|
| 炭素 (c) | 0.30–0.40％ | 適度な硬度を提供します。ホットな仕事には不安です, しかし、それが高熱で脆くなるほどではありません. |
| マンガン (Mn) | 0.20–0.50％ | 加工性を改善し、熱処理に対する反応さえも保証します. |
| リン (p) | ≤ 0.030% | 脆性を避けるために低く抑えられます - 高リンは熱ストレスの下で亀裂を引き起こすでしょう. |
| 硫黄 (s) | ≤ 0.030% | また、低い状態に保たれます - 高温で鋼の構造を弱める. |
| クロム (cr) | 4.75–5.50％ | ブーストホットな作業性 耐熱性 - 酸化を抑制します (熱からの錆) 最大550°C. |
| モリブデン (MO) | 0.90–1.20％ | 高温強度を強化し、「気性の記憶」を防ぐ (繰り返し加熱/冷却からの脆弱性). |
| シリコン (そして) | 0.80–1.20％ | 高温で鋼を強化し、酸化物の蓄積に対する抵抗を改善する. |
| バナジウム (v) | ≤ 0.10% | めったに追加されません - aisi H13のように, H11はバナジウムを必要としません (コストを削減します, しかし、耐摩耗性をわずかに減らします). |
| ニッケル (で) | ≤ 0.25% | トレース量で存在します (もしあれば) - 全体的なパフォーマンスへの影響は最小限です. |
物理的特性
これらの特性は、AISI H11が高温環境でどのように振る舞うかを説明しています:
- 密度: 〜7.85 g/cm³ (ほとんどの鋼と同じ - ホットワークセットアップのツール重量を計算するのは簡単です).
- 熱伝導率: 〜31 w/(M・k) (熱をよく消します, 局所的な過熱を防ぐのを防ぎます).
- 熱膨張係数: 〜11.8×10⁻⁶/°C (加熱/冷却されたときにワーピングを最小限に抑えます, ツールを正確に保つ).
- 比熱容量: 〜465 j/(kg・k) (熱を均等に吸収して放出します, 熱応力の減少).
- 磁気特性: 強磁性 (磁気ツールホルダーで動作します, 中程度の温度でも).
機械的特性
AISI H11の機械的特性は、ミッドレンジのホットワークに最適化されています。:
- 抗張力: ≥ 1,700 MPA (室温); ≥ 900 MPAおよび500°C。 (軽い熱い鍛造には十分に強い).
- 降伏強度: ≥ 1,400 MPA (室温); ≥ 750 MPAおよび500°C。 (熱と負荷の下で永久的な変形に抵抗します).
- 硬度: 42–46 HRC (ロックウェル), 〜420–460 HV (ビッカーズ), 〜400–440 HBW (ブリネル) - H13よりも高くなっています, しかし、高温で硬度を維持します.
- 衝撃の靭性: 〜35–45 j (室温); 500°Cで〜20 j (熱ショックからの割れに抵抗するのに十分なタフ).
- 疲労強度: 〜750 MPa (繰り返される加熱/冷却サイクルからの損傷は、プラスチック型のidealです).
- 耐摩耗性: 良い - ホットメタル/プラスチックからの研磨摩耗, しかし、AISI H13より15〜20％少ない.
その他のプロパティ
- 耐食性: 中程度 - 最大550°Cまでの酸化 (高温または湿った環境にコーティングを使用します).
- ハーデン剤: 非常に良いです - 厚さ100mmまでのセクションで均等にハーデンします (中型のダイに最適です).
- 耐性: 非常に良い - 最大550°Cまでの硬度/強度 (ほとんどのextreme Hot Workで機能します).
- 寸法安定性: 高 - 熱処理と繰り返し使用後の最小縮小/反り (精密金型にとって重要です).
- ホットな作業性: 優れている - 加熱して、ひび割れずに複雑なダイのデザインに形作ることができます.
2. AISI H11ツールスチールのアプリケーション
AISI H11の耐熱性と手頃な価格のバランスにより、ミッドレンジの高温ツールに最適です. これがそのトップの使用です:
メタルワーキング産業
軽量から中程度のホットワークツールに最適です:
- ホットな作業ツール: 400〜550°Cで金属を形作るためのツール, 小さな鍛造ハンマーやホットせん断のように.
- 熱い鍛造ダイ: 非鉄金属を鍛造するための中型ダイ (アルミニウム, 銅) または低炭素鋼 (例えば。, カスタムボルト).
- ホット押出は死にます: ソフトメタルを押し出すために死にます (窓用のアルミニウムプロファイル) またはプラスチックシート.
- ホットスタンピングツール: 薄いスチールシートを形作るための軽いホットスタンピングツール (例えば。, 小さな自動車ブラケット).
プラスチック製の成形産業
その耐熱性は、中容量のカビ成分で機能します:
- 射出金型インサート: 中央生産プラスチック部品のコア/キャビティインサート (例えば。, 家電製品, おもちゃコンポーネント)-最後 100,000+ サイクル.
- 圧縮型: サーモセットプラスチックを形作るための金型 (エポキシ, フェノール) 電気部品で使用されます (例えば。, ハウジングを切り替えます).
- ブロー成形ツール: 小さなプラスチック容器を作るためのツール (例えば。, 化粧品ボトル) - 溶融プラスチックのハンドル熱.
自動車産業
軽量の自動車ホットツールに使用されます:
- スタンピングダイ: 薄い鋼部品の軽いホットスタンピングが死にます (例えば。, ドアトリムまたはダッシュボードブラケット).
- パンチ: 加熱された金属部品に小さな穴を作るためのホットパンチ (例えば。, エンジンセンサー).
- 鍛造のために死ぬ: アルミニウムサスペンションコンポーネントなどの自動車部品の小さな鍛造ダイ.
一般工学
非エクスレームの高温ツールに最適です:
- ホットワークツール: 小さな熱い動揺しているダイ (メタルボルトを形作るため) またはホットローリングガイド.
- コールドワークツール: 頑丈なコールドフォーミングツール (厚いアルミニウムシート用) - タフネスに感謝します.
- コールドフォーミングツール: 高圧下で冷たい金属を形作るためのツール (例えば。, 大きなアルミ用ワッシャーを作る).
3. AISI H11ツールスチールの製造技術
AISI H11の生産は簡単です, 耐熱性の保存に焦点を当てています. これがプロセスです:
1. スチール製造プロセス
- 電気弧炉 (EAF): 最も一般的な方法. スクラップスチールはEAFで溶けます, そして 合金要素 (cr, MO, そして) H11スペックを満たすために追加されます.
- 基本的な酸素炉 (bof): レア - 低コストのホットワークスチールの大規模生産でのみ使用.
2. ローリングと鍛造
- ホットローリング: 1,150〜1,250°Cに加熱され、バーに転がります, プレート, またはブロック (ダイの開始形状).
- コールドローリング: Rare—hot rolling preserves grain structure and ホットな作業性.
- ドロップ鍛造: ハンマーを使用して、ホットスチールを中型のダイブランクに形作ります (例えば。, 死体を鍛造します).
- 鍛造を押します: 油圧プレスを使用して、正確な形状を使用します (例えば。, 射出金型インサート).
3. 熱処理
熱処理はH11の耐熱性のロックを解除します。複雑なステップは必要ありません:
- アニーリング: 840〜880°Cに加熱します, ゆっくりと冷却します - 簡単に機械加工するために180〜220 HBWにンデンします.
- オーステナイト化: 1,000〜1,040°Cに加熱します, 2〜3時間保持します (硬化のために構造をオーステナイトに変換します).
- 消光: 油や空気で冷めます (空気消光が一般的です) - 脆性のないタフネスを作成します.
- 焼き戻し: 500〜550°Cに再加熱します, 2〜3時間保持します (安定性のために2回行われます) - 耐熱性のロック.
4. 表面処理
- 研削: 精密研磨ホイールの形状は、正確な寸法になります (例えば。, 滑らかなカビ虫).
- 研磨: 滑らかな表面を作成します (射出型に重要なプラスチック部品の装備はきれいな仕上げです).
- コーティング: オプション - 窒化物ティタニウム (Tialn) 耐摩耗性をブーストします 25% (熱い鍛造ダイに適しています).
5. 品質管理
テストは、耐熱性と一貫性に焦点を当てています:
- 化学分析: 分光測定はCRをチェックします, MO, およびCレベル (H11仕様が満たされていることを確認します).
- 機械的テスト: 高温引張/衝撃テストと硬度チェック (耐熱性を検証します).
- 非破壊検査 (NDT): 超音波検査では、隠された亀裂が見つかります (高圧ダイにとって重要です).
4. ケーススタディ: AISI H11ツールスチール中
現実世界の例は、H11がミッドレンジのホットワークの問題をどのように解決するかを示しています. ここに3つのケースがあります:
ケーススタディ 1: アルミニウムボルトのホット鍛造ダイ
アプリケーションの背景: 米国. Aisiを使用したファスナーショップ 1045 (プレーン炭素鋼) 鍛造ダイ用. ダイは続きました 5,000 消耗する前にサイクル, 1,200ドル/ダイの費用がかかります 1 交換あたりのダウンタイムの日。パフォーマンスの改善: AISI H11ダイに切り替えます. ダイは続きました 18,000 サイクル-3.6倍長い。費用便益分析: 年間ダイコストが低下しました $1,333 (から $4,800), 年間3,467ドルを節約できます. ダウンタイムが過ぎました 70%, Bolt生産の増加 20%.
ケーススタディ 2: 家庭用家電用の射出金型インサート
アプリケーションの背景: ヨーロッパのアプライアンスメーカーは、プラスチックハンドルの生産にAISI P20金型インサートを使用しました. インサートはその後摩耗しました 80,000 サイクル, かかる費用は2,500ドル/挿入と 2 ダウンタイムの日。パフォーマンスの改善: AISI H11インサートに切り替えました. インサートは続きました 220,000 サイクル - 2.75倍長い。費用便益分析: 年間交換費用は減少しました $2,727 (から $7,500), 年間4,773ドルを節約できます. スクラップレートはそれによって下がりました 5% (より良い寸法安定性).
ケーススタディ 3: 自動車括弧では、ホットスタンピングが死にます
アプリケーションの背景: 使用されたメキシコの自動車サプライヤーは、AISI H13が軽いスタンピングで死ぬ - しかし、H13はやり過ぎでした. ダイズコスト $6,000 それぞれと続きました 25,000 サイクル, しかし、店は必要でした 15,000 パーツごとのサイクル。パフォーマンスの改善: AISI H11ダイに切り替えます ($4,000 それぞれ). ダイは続きました 18,000 サイクル - 部品のライフサイクルには不十分です.
費用便益分析: 年間ダイコストが低下しました $13,333 (から $20,000), 年間6,667ドルを節約できます. パフォーマンスの損失はありません - ブラケットはすべての品質基準を満たしました.
5. AISI H11ツールスチールvs. その他の材料
H11は他のツールスチールや非ステルと比較してどうですか? データを使用しましょう:
他のツール鋼との比較
AISI H11は、予算とプレミアムホットワークスチールの間にあります:
| 財産 | Aisi H11 | Aisi H13 | Aisi M2 | aisi a2 | Aisi D2 | Aisi S7 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 硬度 (HRC) | 42–46 | 44–48 | 60–65 | 57–61 | 58–62 | 54–58 |
| 耐熱性 | とても良い (550°C) | 素晴らしい (600°C) | 貧しい (300°C) | 貧しい (280°C) | 貧しい (320°C) | 適度 (400°C) |
| 衝撃の靭性 | 良い | 良い | 適度 | 良い | 適度 | 素晴らしい |
| 料金 | 中程度 | 高い | 高い | 中くらい | 中くらい | 高い |
| 加工性 | 良い | 良い | 適度 | 良い | 適度 | 良い |
| に最適です | ミッドレンジのホットワーク | 極端なホットな仕事 | 高速切断 | コールドワーク | 重いコールドワーク | ショック負荷 |
非鋼材料との比較
非ステルは、H11のコストとパフォーマンスのバランスに匹敵することはできません:
| 材料 | 耐熱性 | 衝撃の靭性 | 耐摩耗性 | 料金 | 加工性 |
|---|---|---|---|---|---|
| AISI H11ツールスチール | とても良い (550°C) | 良い | 良い | 中程度 | 良い |
| タングステンカーバイド | とても良い (800°C) | 低い | とても素晴らしい | 非常に高い | 貧しい |
| アルミナセラミック | 素晴らしい (1,200°C) | 非常に低い | とても素晴らしい | 非常に高い | 不可能 |
| 多結晶ダイヤモンド (PCD) | 良い (400°C) | 非常に低い | 素晴らしい | 非常に高い | 不可能 |
重要なポイント: AISI H11は、ミッドレンジのホットワークに最適な「バリューピック」です. H13よりも安いです (コストを20〜30％節約します) 冷静な鋼を上回っている間 (A2, D2) 高温タスクの予算資料.
AISI H11ツールスチールに関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, 中程度のホットワークのニーズを備えたクライアントにAISI H11をお勧めします。. これは、H13に代わる費用対効果の高い代替品です: 顧客は、H13のパフォーマンスの80〜85％をコストの70〜80％で取得しています. 550°C未満のアプリケーションの場合 (例えば。, アルミニウム鍛造, プラスチックモールディング), H11は、過剰な支出なしに信頼できる結果を提供します. 極端なホットな仕事のためではありません, しかし、最も一般的な高温ツールの場合, それは賢いです, 実用的な選択.
AISI H11ツールスチールに関するFAQ
- aisi H11は極端なホット作業に使用できますか (550°C以上)?
No—its 耐性 only holds up to 550°C. それ以上, それは硬さと強さを失います. 極度の熱のため (600°C+), AISI H13またはセラミックを使用します (セラミックはより脆いですが). - AISI H11はAISI H13よりも手頃な価格です?
はい - H11の費用はH13より20〜30％安くなります. 節約はバナジウムを省略することから来ます (H13の費用のかかる合金要素). ほとんどのミッドレンジのホットワークのために, 耐摩耗性のわずかな低下はコスト削減の価値があります. - AISI H11を標準ツールで機械加工できますか?
はい - アニールしたとき (180–220 HBW), 高速スチールで機械加工するのは簡単です (HSS) またはカーバイドツール. 完全に熱処理されたH11用 (42–46 HRC), 最良の結果を得るには、炭化物ツールを使用してください。特別な機器は必要ありません.
