Aisi H13 Tool Steel: Руководство для горячей работы & Формовочные применения

Если вы работаете с инструментами, которые сталкиваются, впрыскивающие формы, или инструменты автомобильной маркировки -Aisi H13 Tool Steel это фаворит в отрасли. В качестве хрома-молибдена-ванадия, Он призван сохранить свою силу, стойкость, и форма даже при воздействии экстремального тепла (до 600 ° C.). В этом руководстве, Мы разбим его ключевые свойства, Реальное мир использует, Как это сделано, и как это сравнивается с другими материалами. К концу, Вы узнаете, подходит ли это для ваших высокотемпературных потребностей инструмента.

1. Свойства материала Aisi H13 Tool Steel Steel

Уникальная ценность AISI H13 заключается в его способности работать под теплом - спасибо за его тщательно сбалансированную композицию и свойства. Давайте рассмотрим каждую категорию в практическом плане:

Химический состав

Алегирующие элементы В Aisi H13 работают вместе, чтобы противостоять теплоту, носить, и трещины. Вот типичный срыв и их роли:

Физические свойства

Эти черты описывают, как AISI H13 ведет себя в высокотемпературных средах:

• Плотность: ~ 7,85 г/см= (То же, что и большинство сталей - изящно для расчета веса инструмента для горячих рабочих настройки).
• Теплопроводность: ~ 32 Вт/(м · к) (хорошо рассеивает тепло, предотвращение локализованного перегрева в штаммах).
• Коэффициент термического расширения: ~ 11,5 × 10⁻⁶/° C. (сводит к минимуму деформацию при нагревании и охлаждении, сохраняя точные умирания).
• Удельная теплоемкость: ~ 470 j/(кг · к) (Поглощает и выпускает тепло равномерно, уменьшение теплового напряжения).
• Магнитные свойства: Ферромагнитный (Работает с магнитными держателями инструментов, даже при умеренных температурах).

Механические свойства

Механические признаки AISI H13 оптимизированы для высокой температуры - то, что важно больше всего:

• Предел прочности: ≥ 1,800 МПА (при комнатной температуре); ≥ 1,000 МПа и 500 ° С. (Достаточно сильна для горячей коровьей давления).
• Урожайность: ≥ 1,500 МПА (при комнатной температуре); ≥ 800 МПа и 500 ° С. (сопротивляется постоянной деформации при нагревании и нагрузке).
• Твердость: 44–48 HRC (Роквелл) После термообработки-офтером, чем стали холодной работы (как D2), но сохраняет твердость на высокой температуре.
• Воздействие на выносливость: ~ 40–50 j (при комнатной температуре); ~ 25 J при 500 ° C (достаточно жесткий, чтобы сопротивляться растрескиванию от теплового шока).
• Усталость сила: ~ 800 МПа (сопротивляется повреждению от повторных циклов отопления/охлаждения - критических для форм -инъекций).
• Износостойкость: Очень хорошо - резист абразивный износ из горячего металла или пластика (лучше, чем большинство сталей горячих работ).

Другие свойства

• Коррозионная стойкость: Умеренный - резисты окисление (ржавчина от жары) до 600 ° C. (Используйте покрытия для более высоких температур или влажной среды).
• Закаленность: Отлично - равенные хардс даже в толстых секциях (Идеально подходит для больших умираний горячих коровь).
• Сопротивление отпуска: Исключительная - затопленность и прочность на 600 ° C (ключевая причина, по которой он работает для горячей работы).
• Размерная стабильность: Высокая - инимальная усадка или деформация после термообработки и повторного использования (критическое для точных форм).
• Горячая работоспособность: Выдающийся - может быть нагрет и сформировать в сложные конструкции без растрескивания.

2. Применение AISI H13 Tool Steel

Теплостойкость AISI H13 делает его незаменимым в отраслях, где инструменты сталкиваются с высокими температурами. Вот его наиболее распространенное использование:

Металлообрабатывающая промышленность

Это лучший выбор для инструментов горячей работы, которые формируют расплавленные или нагретые металлы:

• Горячие рабочие инструменты: Инструменты для формирования металла при высоких температурах (Выше 500 ° C.) как коея молотки или экструзионные прессы.
• Горячая корова умирает: Умирает, что прижимает нагретый металл в формы (Как автомобильные коленчатые валы или заготовки для передачи)- Резистское тепло и давление.
• Горячая экструзия умирает: Умирает, который толкает нагретый металл через отверстия для создания профилей (как алюминиевые оконные рамы)–Maintaine Точность при высокой температуре.
• Инструменты горячей штампочки: Инструменты для штамповки нагретой стали в высокопрочные автомобильные детали (как дверные лучи)- Resist износ из горячего металла.

Пластиковая литья

Его теплостойкость работает для форм, которые обрабатывают расплавленный пластик:

• Вставки для формы впрыска: Ядро и вставки полости для форм для инъекций (используется для изготовления пластиковых деталей, таких как чехлы для телефона или корпуса ноутбука)— - Повторное нагревание из расплавленного пластика.
• Сжатия формы: Формы для формирования терморевто -пластмассы (как эпоксидные или фенольные смолы)- Резист тепло и давление во время отверждения.
• Ударные инструменты: Инструменты для изготовления пластиковых бутылок или контейнеров - отдавайте тепло расплавленного пластика и повторные циклы охлаждения.

Автомобильная промышленность

Это важно для автомобильного инструмента, который формирует горячий металл:

• Штамповка умирает: Горячая штамповка умирает для высокопрочных стальных деталей (Как аварийные балки)- Резист тепло и износ от повторной штамповки.
• Удары: Горячие удары для создания отверстий в нагретых металлических деталях (Как блоки двигателя)—Постровка при высоких температурах.
• Умирает за кожу: Умирает за создание автомобильных деталей (как соединительные шатуны или валы оси)—Ласт в 2–3 раза длиннее, чем стали более низкого уровня.

Общая инженерия

Он используется для других высокотемпературных инструментов:

• Горячие рабочие инструменты: Небольшие инструменты, такие как горячие ножницы (Для резки нагретого металла) или горячие расстройства умирает (для формирования металлических болтов).
• Холодные рабочие инструменты: Редкий, но может быть использован для сильной холодной формы (Как холодная экструзия толстого металла)- спасибо за его стойкость.
• Инструменты холодного формирования: Инструменты для формирования холодного металла под высоким давлением (Как делать большие болты)- Resist износ и деформация.

3. Методы производства для инструментальной стали AISI H13

Производство AISI H13 требует точности для обеспечения теплостойких свойств. Вот процесс:

1. Процесс создания стали

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Самый распространенный метод. Лом сталь расплавлена ​​в EAF, и легирующие элементы (Герметичный, МО, V.) добавляются для достижения точной композиции H13.
• Основная кислородная печь (Боф): Редко для H13 (используется только для крупномасштабного производства высококачественных сталей горячих работ).

2. Катание и кова

• Горячая катящика: Сталь нагревается до ~ 1150–1,250 ° C и раскатывается в батончики, тарелки, или блоки (начальная форма для умираний).
• Холодный катание: Редко для H13 - жахоловая прокатка предпочтительнее поддерживать структуру зерна и горячую производительность.
• Бросить ковкость: Использует молоток для формирования горячей стали в сложные кубики (нравится кое)- Импания прочности, согласуя структуру зерна.
• Нажимайте на ковшу: Использует гидравлическую прессу для создания точных форм матрицы (Для ядер форм для инъекций)–Ensure Однородная плотность и сила.

3. Термическая обработка

Тепловая обработка имеет решающее значение для разблокировки термостойкости H13. Типичный процесс:

• Отжиг: Нагреть до 850–900 ° C и медленно охлаждать - подставьте сталь до 200–220 HBW для легкой обработки.
• Austenitizing: Нагревать до 1 020–1,050 ° C и держите в течение 2–4 часов (преобразует структуру в аустенит, Подготовка его к упрочнению).
• Гашение: Охлаждать в масле или воздухе (Утоивание воздуха является обычным для H13)- создает жесткий, термостойкая структура без хрупкости.
• Отпуск: Разогреть до 520–600 ° C и держать в течение 2–4 часов (Сделано дважды для стабильности)–Постра.

4. Поверхностная обработка

• Шлифование: Использует точные абразивные колес (НАПРИМЕР., сглаживание полостей формы для инъекций).
• Полировка: Создает гладкую поверхность (Критически критично для инъекционных форм - пластиковые детали из -за глянцевой отделки).
• Покрытие: Варианты включают нитрид титана алюминия (Тилн) или хромовое покрытие - устойчивость к износу и устойчивость к окислению (Идеально подходит для горячих коровь).

5. Контроль качества

Каждая партия H13 проверяется для соответствия строгим теплостойким стандартам:

• Химический анализ: Использует спектрометрию для проверки CR, МО, и V уровни (гарантирует, что это соответствует спецификациям H13).
• Механическое тестирование: Включает в себя высокотемпературные испытания на растяжение, ударные тесты (в комнате и высоких температурах), и тесты на твердость.
• Неразрушающее тестирование (Непрерывный): Использует ультразвуковые тестирование, чтобы найти скрытые трещины (критическая для горячих коровье, которые сталкиваются с высоким давлением).

4. Тематические исследования: Aisi H13 Tool Steel в действии

Примеры реального мира показывают, как H13 решает высокотемпературные задачи инструментов. Вот три подробных случая:

Тематическое исследование 1: Горячая ковация умирает за автомобильные коленчатые валы

Фон приложения: U.S.. Производитель автомобильных запчастей использовал сталь с горячей работой более низкой (Aisi H11) для формирования умираний. Умирания продолжались 10,000 циклы перед треском (Из -за плохой теплостойкостью), Стоит 5000 долларов/die и 2 Дни простоя за замену.Улучшение производительности: Они перешли на умирают Aisi H13. Умирания продолжались 25,000 Циклы - 2,5x длиннее - без трещин.Анализ затрат и выгод: Ежегодные затраты на вымира $20,000 (от $50,000), Экономия 30 000 долларов в год. Время простоя также выпало 60%, Увеличение производственных мощностей 15%.

Тематическое исследование 2: Вставки для формы впрыска для пластиковых бутылок

Фон приложения: Европейский производитель пластика использовал вставки AISI P20 для производства бутылок. Вставки изнашивались после 100,000 цикл (Из -за тепла от расплавленного пластика), требует замены ($3,000/вставлять, 4 Замена/год). Улучшение производительности: Они перешли на вставки Aisi H13. Вставки продолжались 300,000 Циклы - 3x дольше.Анализ затрат и выгод: Годовые затраты на замену упали до $4,000 (от $12,000), Экономия 8000 долларов в год. Вставки также сохранили точность, уменьшение пластикового лома на 7%.

Тематическое исследование 3: Горячая штамповка умирает за балки автомобильных дверей

Фон приложения: Японский автомобильный поставщик использовал AISI D2 (холодная сталь) за горячую штамповку умирает. Умирают потрескались после 5,000 цикл (D2 не может справиться с высоким теплом), Стоимость 4500 долларов США/умереть и 3 Дни простоя.Улучшение производительности: Они перешли на умирают Aisi H13. Умирания продолжались 18,000 Циклы - 3,6x длиннее - без трещин.Анализ затрат и выгод: Ежегодные затраты на вымира $15,000 (от $54,000), Экономия 39 000 долларов в год. Время простоя для изменений в матрице также выпало 70%.

5. Aisi H13 Tool Steel Vs. Другие материалы

Как AISI H13 по сравнению с другими инструментами и не-штуками для высокотемпературных задач? Давайте использовать данные:

Сравнение с другими инструментами

Aisi H13 - золотой стандарт для горячей работы - вот как он складывается с другими инструментами:

Сравнение с не стали материалами

Не-шлебса не могут соответствовать балансу теплостойкости и жесткости H13:

Ключевой вынос: AISI H13-лучший выбор для высокотемпературного инструмента, который нуждается в теплостойкости, так и жесткости. НЕ-ЗАПИСЬ, такие как керамика, более теплостойкие, но хрупкие, В то время как другие инструментальные стали не могут справиться с устойчивым высоким теплом - H13 попадает в сладкое место.

Перспектива Yigu Technology на Aisi H13 Tool Steel

В Yigu Technology, Мы рекомендуем AISI H13 клиентам в горячей ковке, пластиковая литья, и автомобильная горячая штамповка. Это самая надежная сталь с горячей работой, которую мы предлагаем-наши клиенты видят в 2–3 раза более длинный срок службы инструмента по сравнению со сталями с более низким уровнем, как H11. Что отличает H13, так это его способность обрабатывать повторные тепловые циклы без трещин, Что сокращает время простоя и замены замены. Для предприятий, которые полагаются на высокотемпературные инструменты, H13 - это инвестиция, которая окупается быстро - даже с его более высокой авансовой стоимостью, долгосрочные сбережения значительны.

FAQ о AISI H13 Tool Steel

1. Можно ли использовать AISI H13 для холодных рабочих инструментов?
   Да, Но это не идеально. Твердость H13 (44–48 HRC) ниже, чем стали с холодными работами, как D2 (58–62 HRC), Так что он будет носить быстрее для холодной резки или формирования. Используйте его для холодной работы, только если инструмент также сталкивается с случайным высоким теплом.
2. Какова максимальная температура AISI H13 может обрабатывать?
   It maintains its strength and toughness up to 600° C. (1,112° F.). Выше 600 ° C., Его твердость и сила начинают падать - для более высоких температур, Рассмотрим керамику или рефрактерные металлы (Но они менее жесткие).
3. Aisi H13 Трудно в машине?
   Нет, У него хорошая механизм, особенно при отжигании (200–220 HBW). Вам понадобятся карбидные инструменты для полного тепло, обработанного H13 (44–48 HRC), Но стандартное обрабатывающее оборудование работает. Стали с высоким содержанием углерода, как D2.