H13 құрал-жабдық болаты: Көтерме құю қалыптары үшін негізгі қасиеттері

ҚЫСҚАША

H13 құрал болаты — бұл 5% хром-молибден жылулық жұмыс істеуге арналған болат, оның ерекше беріктігі, жылулық шаршауға (жылулық трещинадан) төзімділігі және жоғары температурада қаттылығын сақтай алуының арқасында матрицаларды литейлеуге кеңінен қолданылады. Бұл қасиеттер алюминий, мырыш және магний қорытпаларын құю үшін өнеркәсіптік стандарт болып табылады және матрицаның ұзақ қызмет етуі мен бөлшектердің тұрақты сапасын қамтамасыз етеді.

H13 құрал болаты: Құрамы мен негізгі сипаттамалары

H13 құрал болаты — бұл AISI H-сериясына жататын көпфункционалды хром-молибден жылулық жұмыс істеуге арналған болат. Ол ыстық жұмыс істеуге арналған құралдар болаттарының ішіндегі ең кеңінен қолданылатыны болып табылады, себебі оның құрамы жоғары кернеу мен жоғары температураға төзімді қасиеттердің үйлесімді комбинациясын қамтамасыз етеді. Негізгі артықшылығы — литейлеу сияқты процестерде пайда болатын циклді қыздыру мен суытуға ерте сынбастан төзімді болу қабілеті.

H13-тің өнімділігі оның нақты химиялық құрамымен тікелей байланысты. Негізгі қоспа элементтер — хром, молибден және ванадий — әрқайсысы өзіндік маңызды пайдасын әкеледі. Хром жоғары температурада беріктік, қаттылық және коррозияға төзімділік қамтамасыз ету үшін маңызды. Молибден болаттың жоғары температурада беріктігі мен қаттылығын айтарлықтай арттырады, бұл қасиет «ыстық қаттылық» немесе «қызыл қаттылық» деп аталады. Ванадий дәнекер құрылымын тазартуда және тозуға төзімділікті және жалпы серпінділікті арттыратын қиын ванадий карбидтерін түзуде маңызды рөл атқарады. Осы синергиялық қоспа H13-ті өте төзімді етеді.

H13-тің анықтаушы сипаты — ол ауада қатаятын болат болып табылады. Оны Aobo Steel бұл оны аустениттік температурасына дейін қыздырғаннан кейін тынық ауада суыту арқылы қатайтуға болатындығын білдіреді. Бұл сипаттама үлкен артықшылық болып табылады, себебі ол сұйық суытудың қатаң әдістері кезінде пайда болатын деформация мен ішкі кернеуді минималдайды және күрделі матрица геометриясында өлшемдік тұрақтылықты қамтамасыз етеді.

H13 болатының типтік химиялық құрамы

H13-тің қажетті қасиеттерін қол жеткізу үшін элементтердің дәл тепе-теңдігі маңызды. Өндірушілер арасында шағын айырмашылықтар болса да, типтік құрамы төмендегідей:

Жоғары өнімді шаблондық құю үшін H13-тің негізгі қасиеттері

Құю қалыбының қатаң жағдайларын көп рет шыдай алатын қалып материалын талап етеді. Циклды түрде балқыған металды енгізу және содан кейін суыту қалыпқа үлкен кернеу тудырады, ал H13 оны шыдай алу үшін әзірленген. Дәл осы себепті H13 құрал-жабдық болаты механикалық және жылулық қасиеттері осы тапсырманы орындауға идеалды түрде сәйкес келеді.

Құю қалыбы қолданбалары үшін ең маңызды қасиеттерге мыналар жатады:

• Жылулық шаршауға төзімділік: Бұл, мүмкін, құйма қалыптары үшін ең маңызды қасиет. Жоғары температурадан (балқыған металдан) төменгі температураға дейінгі үнемі ауысу (салқындату және бөлу кезінде) «жылулық тексеру» деп аталатын жіңішке беттік трещиндер желісіне әкелетін жылулық кернеуді туғызады. H13-тің құрамы осындай трещиндердің пайда болуына және таралуына өте жақсы төзімділік қамтамасыз етеді, сондықтан қалыптың жұмыс істеу мерзімі ұзарады.
• Жоғары ыстық қаттылығы (Қызыл қаттылық): H13 құю кезінде кездесетін жоғары температурада да қаттылығын және беріктігін сақтайды. Бұл «қызыл қаттылық» балқыған алюминий, мырыш немесе магниймен жанасқан кезде қалып ойығының деформациялануын, эрозиялануын немесе жұмсаруын болдырмауға мүмкіндік береді және көптеген циклдар бойы құйманың өлшемдік дәлдігін қамтамасыз етеді.
• Өте жақсы серпімділік және пластиктілік: Құю кезінде жоғары қысым және механикалық соққылар болады. H13 материалы ерекше беріктікке ие, сондықтан ол сынбай-ақ соққы энергиясын жұтады. Бұл үлгінің толық бұзылуын болдырмауға мүмкіндік береді және кернеуді шоғырландыратын элементтер болып табылатын күрделі детальдар мен сүйір бұрыштары бар үлгілер үшін маңызды.
• Жақсы тозуға қарсы төзімділік: Балқыған металдың ағыны үлгінің бетін бавуы мүмкін, нәтижесінде беті постепенно тозады. H13 құрылымындағы қатты ванадий карбидтері бұл эрозиялық тозудың алдын алуға мүмкіндік береді, осылайша үлгінің бетінің тегістігін және одан алынатын құймаларды сақтайды.

Қаттылық пен серпінділіктің арасындағы теңдестік негізгі мәнге ие. Өте қатты матрица тозуға төзімді болады, бірақ ол литейнің механикалық соққыларын шыдай алмай, тым берік болуы мүмкін. H13 әдетте 42–52 HRC қаттылыққа дейін жылумен өңделетін оптимальды тепе-теңдікті қамтамасыз етеді, бұл тозуға төзімділік пен сынғыштық серпінділігінің мықты комбинациясын ұсынады. Максималды өнімділікті талап ететін қолданулар үшін Электрошлакты балқыту (ESR) немесе Вакуумды доғалы балқыту (VAR) арқылы өндірілетін жоғары сапалы маркалар тазалық пен біркелкіліктің одан да жоғары деңгейін, сондай-ақ серпінділік пен жорамал құрамдардың қызмет ету мерзімін арттырады.

H13 болаты үшін маңызды жылумен өңдеу процесі

H13 құрал болатының ерекше қасиеттеріне жету толығымен дәл және мұқият бақыланатын жылулық өңдеу процесіне байланысты. Дұрыс емес жылулық өңдеу болатты тым жұмсақ, тым сынғыш немесе ішкі кернеулерге ие қылып, оның уақытынан бұрын бүлінуіне әкелуі мүмкін. Бұл процесс соңғы микрокүй мен жұмыс сипаттамаларын қалыптастыру үшін әрқайсысы маңызды болып табылатын бірнеше сатыдан тұрады.

H13 үшін стандартты жылулық өңдеу реті алдын ала қыздыру, аустениттендіру, суықтату және тегістеуді қамтиды. Техникалық деректерге сәйкес Hudson Tool Steel , пішіні күрделі құралдар үшін бұрмалануды минималдандыру үшін екі рет алдын ала қыздыру ұсынылады. Мақсат — құралды жоғары температурада қатайту сатысына дейін біркелкі температураға дейін жеткізу.

Негізгі қадамдар мыналар:

1. Алдын ала қыздыру: Құрал 1150-1250°F (621-677°C) температураға дейін баяу қыздырылып, температурасы теңестіріледі. Күрделі бөлшектер үшін соңғы қатайту температурасына көтерілмеден бұрын 1500-1600°F (816-871°C) дейінгі екінші алдын ала қыздыру қолданылады.
2. Аустениттендіру (Қатайту): Алдын ала қыздырғаннан кейін болат тез арада аустенизируші температураға дейін, әдетте 1800-1890 ° F (982-1032 ° C) аралығында қыздырылады. Бұл температурада жеткілікті уақыт ұсталады (егу) оның микроқұрылысы толық аустенитке айналады.
3. Суыту: H13 тез суыту үшін сөндіріледі және аустенитті мартензитке, өте қатты және мықты микроқұрылымға айналдырады. Ауаға қатаратын болат ретінде, бұл 5 дюйм қалыңдығына дейін бөліктерді ауасыз жасауға болады. Қатты бөліктерге толық қаттылық алу үшін күштеп ауа, қысыммен газ немесе майды үзіп сөндіру қажет болуы мүмкін.
4. Темперлеу: Бұл шайқаудан кейін тікелей жасалатын маңызды соңғы кезең. Қатайтылған болат сынғыш болып келеді және жоғары ішкі кернеулерді қамтиды. Темперлеу процесі болатты төменгі температураға дейін, әдетте 1000-1150°F (538-621°C) қайта қыздыруды және ең аз дегенде екі сағат бойы сақтауды қажет етеді. H13 үшін екі немесе үш рет темперлеу процесі маңызды. Бұл процедура қалдықлы аустенитті түрлендіреді, ішкі кернеуді жояды және қаттылық пен иілгіштіктің соңғы қажетті тепе-теңдігін қалыптастырады.

Жылумен өңдеудің шолуы

H13 болаты үшін кең таралған қолданыстар мен құралдар

H13 — матрицаларды пайдаланып құюдағы шартсыз чемпион болса да, оның қасиеттердің өте жақсы тепе-теңдігі оны жылу жұмыстарының кең спектрі үшін, тіпті кейбір суық жұмыс қолданыстары үшін де қолданылатындай етеді. Оның көптеген қолданбалылығы H13-ті өндірісте ең танымал құралдық болаттардың біріне айналдырды. Жылулық шаршаудың әсеріне төзімділік, жоғары температурада беріктікті сақтау және соққыны жұту қабілеті H13-ті көптеген қиын құралдар сценарийлері үшін сенімді таңдауға айналдырады.

Оның негізгі құюдағы қолданысынан тыс H13 жиі басқа да бірнеше маңызды аймақтарда қолданылады:

• Экструзиялық құралдар: Алюминий, мыс және басқа түсті қорытпаларды экструдерлеу кезінде матрицалар, стерженьдер және ішкі қабырғалар үшін қолданылады. Оның жоғары температурадағы қаттылығы экструзия процесінің үлкен қысымы мен жылуы әсерінен матрицаның тозуына немесе деформациялануына жол бермейді.
• Бұқтыру матрицалары: Қыздыру соғу қолданбалары үшін H13 үлкен соққы жүктемелер мен экстремалды температураларға төтеп бере алатын матрицалар жасау үшін қолданылады. Автокөлік өнеркәсібінде қолданылатын бөлшектер сияқты жоғары өнімді бөлшектерді соғу үшін берік және сенімді құрал-жабдық қажет. Бұл салада маманданған компаниялар, мысалы Shaoyi (Ningbo) Metal Technology , дәлме-дәл инженерлік соғу бөлшектерін шығару үшін жоғары сапалы матрицаларға сүйенеді.
• Пластикалық инъекциялық қалыптар: Үйкелуге бейім, шынымен толтырылған пластикалық материалдардың үлкен көлемде шығарылатын қалыптары үшін H13 стандартты қалып болаттарымен салыстырғанда жоғары тозуға төзімділік пен беріктік қамтамасыз етеді. Жоғары сапалы бет бетінде бөлшектер шығару үшін оның жоғары дәрежедегі цехталу қабілеті де маңызды артықшылық болып табылады.
• Басқа да ыстық жұмыс қолданбалары: H13 ыстықтағы кесу пышақтары, соққыштар мен матрицалар үшін де қолданылады, мұнда жылу мен соққыға төзімділік ең маңызды болып табылады.

Нақты қолданба үшін H13-ті таңдау көбінесе Diehl Steel сияқты дереккөздерде көрсетілгендей, негізгі қажетті қасиетке байланысты болады. Diehl Steel төмендегі кестеде жиі қолданылатын қолданбалар H13-тің негізгі қасиеттеріне сәйкес келеді, ол тиімді таңдау болып табылады.

Жиі қойылатын сұрақтар

h11 және H13 құрал болатының айырмашылығы неде?

H11 және H13 — бұл өте ұқсас хромты ыстық жұмыс істеу үшін арналған болаттар. Негізгі айырмашылық H13-тің ванадийдің көп мөлшерін қамтуы (H11-дің 0,40%-на қарсы шамамен 1,00%). Ванадийдің мөлшерінің артуы H13-ке тозуға төзімділік, ыстық қаттылық және жылулық трещинага төзімділік жағынан сәл жақсартылған қасиет береді, сондықтан оны әдетте мысалы алюминийдің құю формасы сияқты күрделі қолдануларда қолдану ұсынылады.

h13 болатын пайдаланып пісіруге бола ма?

Иә, H13-ті әдетте матрицалар немесе құю формаларын жөндеу үшін пісіруге болады. Дегенмен, жарықшақтардың пайда болуын болдырмау үшін ұқыпты жұмыс істеу қажет. Пісіру алдында құралды дұрыс алдын ала қыздыру және пісіруден кейінгі жылулық өңдеу (тараптау) қажет, бұл кернеуді жояды және жылулық әсер ететін аймақта материалдың қасиеттерін қалпына келтіреді.

құю матрицасы үшін H13-тің қалыпты қаттылығы қандай?

Құю қалыптары үшін H13 әдетте 42-ден 52-ге дейінгі Роквелл C қаттылығына (HRC) дейін жылумен өңделеді. Дәл қаттылық белгілі бір тепе-теңдікке негізделеді: жоғары қаттылық (мысалы, 50-52 HRC) тозуға төзімділікті жақсартады, бірақ беріктігі сәл төмен болуы мүмкін, ал төмен қаттылық (мысалы, 42-46 HRC) трещинаның пайда болуына қарсы максималды беріктік пен төзімділік қамтамасыз етеді, бірақ тозуға төзімділік біраз төмендейді.