Stal narzędziowa do pracy na gorąco H13

STAL H13

PORÓWNANIE GATUNKÓW STALI H13 I PORÓWNANIE SKŁADU CHEMICZNEGO

APLIKACJA

Stal H13 jest stosowana głównie do produkcji form odlewniczych ze stopów aluminium i magnezu. Jest odporna na wielokrotne uderzenia stopionego metalu o wysokiej temperaturze i skutecznie wydłuża żywotność formy dzięki odporności na zmęczenie cieplne.

W dziedzinie form do kucia na gorąco części samochodowych, stal H13 jest wykorzystywana do produkcji form do kucia wałów korbowych, korbowodów i innych odkuwek. Jej wysoka wytrzymałość temperaturowa pozwala na pracę w trudnych warunkach kucia.

Formy do wytłaczania na gorąco stopów miedzi i tytanu nadają się również do stali H13, a w szczególności wykazują doskonałe właściwości zapobiegające zmiękczaniu podczas wytłaczania rur i profili ze stopów wysokotemperaturowych.

W przypadku form wtryskowych o powierzchniach o wysokim połysku, takich jak soczewki optyczne i obudowy urządzeń elektronicznych, stal H13 może spełniać wymagania dotyczące gładkości precyzyjnych części plastikowych po polerowaniu na lustro.

Narzędzia przemysłowe do cięcia na gorąco wykonane są ze stali H13, która dzięki swojej twardości i odporności na zużycie zapewnia stabilność cięcia w wysokiej temperaturze.

Precyzyjne matryce do kucia stopów tytanu stosowanych w lotnictwie i kosmonautyce wykorzystują wytrzymałość i odporność na pełzanie stali H13, aby dostosować się do środowiska wysokich temperatur i wysokiego ciśnienia, w którym dochodzi do odkształcania superstopów.

W głównych komponentach wytłaczarek do tworzyw sztucznych stal H13 jest stosowana do produkcji elementów odpornych na zużycie, takich jak ślimaki i dysze, a także jest odporna na korozję tworzyw sztucznych w wysokiej temperaturze.

Stal H13 jest również idealnym materiałem na elementy form, takie jak pręty górne i kanały wlewowe, a stal ciągniona na zimno o małych rozmiarach musi spełniać wymagania dotyczące wytrzymałości i odporności na zużycie.

Charakterystyka stali H13

Stal H13 znana jest z wysokiej hartowności i równowagi między wytrzymałością. Dzięki synergistycznemu działaniu 5% chromu i stopu molibdenu i wanadu, stal ta charakteryzuje się równomiernym rozkładem twardości na dużych przekrojach oraz stabilną udarnością na poziomie 60J. Właściwości stali H13 sprawiają, że jest ona preferowanym materiałem na formy odlewnicze i matryce do kucia na gorąco, szczególnie polecanym do pracy w warunkach wymagających odporności na silne uderzenia mechaniczne.

Odporność na pękanie termiczne stali H13 to główna zaleta, która pozwala na bezpośrednie chłodzenie wodne formy bez pękania w temperaturach ciekłego aluminium do 700°C, dzięki stabilnej sieci węglików utworzonej przez system stopu Cr-Mo-V. Zastosowanie stali H13 może wydłużyć żywotność form ciśnieniowych o ponad 30%, znacznie zmniejszając ryzyko pęknięć zmęczeniowych.

Stal H13 charakteryzuje się umiarkowaną odpornością na zużycie, z podstawową twardością w zakresie HRC42-52. Twardość powierzchniową można zwiększyć do HV1100 poprzez niskotemperaturowe azotowanie jonowe, ale głębokość warstwy azotowanej musi być kontrolowana do ≤ 0,2 mm, aby uniknąć spadku odporności na pękanie termiczne. Mechanizm zużycia stali H13 to głównie zużycie adhezyjne, a zużycie utleniające nasila się w wysokich temperaturach.

Punkt krytyczny dla stabilności termicznej stali H13 wynosi 540°C. Po przekroczeniu tej temperatury twardość maleje wykładniczo, a przy 600°C wynosi zaledwie 300 HV. Dlatego warunki wysokiej temperatury wymagają zastosowania systemu chłodzenia. Krótkotrwała wytrzymałość szczytowa stali H13 może osiągnąć 650°C, co jest wartością odpowiednią do krótkotrwałego tłoczenia na gorąco stopów tytanu.

Proces obróbki cieplnej stali H13 charakteryzuje się niską wrażliwością, a idealne właściwości można uzyskać poprzez hartowanie w oleju w temperaturze 1020-1050°C i dwukrotne odpuszczanie (530-560°C × 2 godz.), z kontrolą odkształcenia z dokładnością do 0,05%. Stal H13 wyróżnia się ograniczonym efektem hartowania wtórnego, a jej twardość po odpuszczeniu jest o 3-5 HRC niższa niż w przypadku SKD61.

Stal H13 charakteryzuje się polaryzacją i doskonałą obrabialnością w stanie wyżarzonym (≤ 229HB), ale w stanie zahartowanym (≥ 54HRC) do obróbki należy używać narzędzi skrawających CBN. Stal H13 po kuciu musi zostać poddana stopniowemu wyżarzaniu z temperatury 860°C do 760°C, aby wyeliminować naprężenia. W przeciwnym razie podczas obróbki istnieje ryzyko wystąpienia mikropęknięć.

Stal H13 jest wykorzystywana głównie w czterech głównych zastosowaniach: w formach odlewniczych ze stopów aluminium (60%), precyzyjnych formach kuźniczych ze stopów tytanu (20%), narzędziach do cięcia na gorąco (15%) oraz zaawansowanych formach wtryskowych (5%). Jednorazowa żywotność form odlewniczych może sięgać ponad 100 000 cykli.

Właściwości fizyczne

Właściwości mechaniczne