H13 공구강: 다이캐스팅 금형을 위한 주요 특성

TL;DR

H13 도구 강철은 5% 크롬-몰리브덴 열공제 강철으로, 높은 강도, 열 피로 (열 검사) 에 대한 뛰어난 저항성 및 고온에서 강도를 유지할 수있는 능력의 예외적인 조합으로 인해 시공 주사 매트에서 널리 지정됩니다. 이러한 특성은 알루미늄, 아연 및 마그네슘 합금 주름에 대한 산업 표준으로 만들어 더 긴 다이 라이프와 일관된 부품 품질을 보장합니다.

H13 도구 철강 이해: 구성 및 핵심 특성

H13 도구강은 AISI H 시리즈 강철에 분류되는 다재다능한 크롬-몰리브덴 열공업 강철이다. 그것은 높은 스트레스, 높은 온도 응용 프로그램에 대한 특성의 우수한 조합을 제공하는 균형 잡힌 합금 조성으로 인해 가장 널리 사용되는 뜨거운 작업 도구 철강으로 돋보인다. 그 주요 장점은 사전에 고장 나지 않고 도형 가출과 같은 과정에 내재된 순환적 인 난방 및 냉각에 견딜 수있는 능력에 있습니다.

H13의 성능은 그 특정 화학 성분에 직접적으로 달려 있습니다. 주요 합금 원소, 몰리브덴, 바나은 각각 뚜렷하고 중요한 이점을 제공합니다. 크롬은 고온 강도, 경화 저항성, 강도 를 제공하기 위해 필수적입니다. 몰리브덴은 높은 온도에서 강도와 강도를 크게 향상시킵니다. '열기 강도' 또는 '붉은 강도'로 알려진 특성입니다. 바나은 곡물 구조를 정제하고 단단한 바나 탄화물을 형성하는 데 중요한 역할을하며, 이는 마모 저항성과 전반적인 견고성을 증가시킵니다. 이 합성 혼합물이 H13을 이렇게 탄력하게 만듭니다.

H13의 특징은 공기 경화 강철이라는 것입니다. 이 가이드에서 자세히 설명된 바와 같이 아오보 스틸 , 이는 오스테나이트화 온도로 가열한 후 정지된 공기 중에서 냉각함으로써 경화될 수 있음을 의미합니다. 이러한 특성은 급격한 액체 담금질 방법에 비해 왜형과 내부 응력을 최소화하여 복잡한 다이 형상에서도 더 나은 치수 안정성을 보장하기 때문에 큰 장점입니다.

H13 강의 일반적인 화학 조성

목표 성질을 얻기 위해서는 원소들의 정밀한 균형이 매우 중요합니다. 제조업체마다 미세한 차이는 있을 수 있으나, 일반적인 조성은 다음과 같습니다:

고성능 다이캐스팅을 위한 H13의 주요 특성

다이캐스팅의 까다로운 환경에서는 극한의 조건을 반복적으로 견딜 수 있는 금형 재료가 필요합니다. H13 공구강은 이러한 도전에 이상적으로 적합한 기계적 및 열적 특성을 갖추고 있기 때문에 선호되는 재료입니다. 용융 금속의 주기적인 주입과 냉각 과정은 금형에 큰 스트레스를 가하며, H13은 이를 견디도록 설계되었습니다.

다이캐스팅 응용 분야에서 가장 중요한 특성은 다음을 포함합니다:

• 열 피로 저항: 이것은 압출 다이 캐스팅에서 가장 중요한 특성이라고 할 수 있습니다. 고온(용융 금속으로부터)과 저온(냉각 및 금형 이탈 시) 사이를 반복적으로 왕복함에 따라 열응력이 발생하며, 이는 '열피로 균열(heat checking)'로 알려진 미세한 표면 균열망을 유발할 수 있습니다. H13의 조성은 이러한 균열의 발생과 전파에 뛰어난 저항성을 제공하여 금형의 수명을 상당히 연장시켜 줍니다.
• 높은 고온 경도(적경도): H13은 주조 공정 중 발생하는 고온에서도 경도와 강도를 유지합니다. 이러한 '적경도(red-hardness)' 특성 덕분에 용융 알루미늄, 아연 또는 마그네슘과 접촉할 때 다이 캐비티가 변형되거나 침식되거나 부드러워지는 것을 방지하여, 수많은 주조 사이클 동안 주조품의 치수 정밀도를 보장합니다.
• 뛰어난 인성 및 연성: 다이 캐스팅은 고압과 기계적 충격을 동반합니다. H13은 뛰어난 인성을 지녀 파손 없이 충격 에너지를 흡수할 수 있습니다. 이는 치명적인 다이 손상을 방지하며, 응력이 집중되기 쉬운 정교한 디테일이나 날카로운 모서리가 있는 다이에 특히 중요합니다.
• 좋은 마모 저항력: 용융 금속의 흐름은 마모성을 가지며, 다이 표면을 서서히 닳아 없앱니다. H13의 미세구조에 존재하는 경질 바나듐 탄화물은 이러한 침식 마모에 대한 우수한 저항성을 제공하여 다이의 표면 마감 상태와 그에 의해 제작된 주조 부품의 품질을 유지하는 데 도움을 줍니다.

경도와 인성 사이의 균형이 핵심이다. 매우 단단한 다이 금형은 마모에 잘 견디겠지만 다이캐스팅 과정에서 발생하는 기계적 충격을 감당하기에는 너무 취약할 수 있다. H13은 최적의 균형을 제공하며, 일반적으로 다이 금형용으로 42~52 HRC의 경도로 열처리되어 내마모성과 파손 저항성(인성)을 겸비한 강력한 조합을 제공한다. 최고 성능이 요구되는 응용 분야의 경우 전기슬래그재용융(ESR) 또는 진공아크재용융(VAR) 방식으로 제조된 고품질 등급을 사용하면 더욱 높은 순도와 균일성을 확보하여 인성과 피로 수명을 추가적으로 향상시킬 수 있다.

H13 강철의 중요 열처리 공정

H13 공구강의 뛰어난 특성을 얻기 위해서는 정밀하고 철저히 관리된 열처리 공정이 전적으로 필요합니다. 부적절한 열처리는 강재를 너무 부드럽거나, 너무 취하게 만들거나, 초기 파손으로 이어질 수 있는 내부 응력을 남길 수 있습니다. 이 공정은 최종적인 미세조직과 성능 특성을 형성하기 위해 각각 중요한 여러 단계로 구성되어 있습니다.

H13의 표준 열처리 순서는 예열, 오스테나이트화, 급냉 및 템퍼링을 포함합니다. 기술 자료에 따르면 Hudson Tool Steel 복잡한 공구의 경우 변형을 최소화하기 위해 이중 예열이 종종 권장됩니다. 목적은 고온 경화 단계 이전에 공구를 균일한 온도로 올리는 것입니다.

주요 단계는 다음과 같습니다:

1. 예열: 공구를 1150-1250°F(621-677°C)의 온도로 서서히 가열하고 온도를 균일하게 합니다. 복잡한 부품의 경우 최종 경화 온도로 옮기기 전에 두 번째 예열을 1500-1600°F(816-871°C)에서 실시합니다.
2. 오스테나이트화(경화): 사전 가열 후, 강철은 오스테나이트화 온도인 일반적으로 1800-1890°F(982-1032°C)까지 빠르게 가열됩니다. 미세조직을 완전히 오스테나이트로 전환하기 위해 충분한 시간 동안(소킹) 이 온도를 유지합니다.
3. 담금질: H13은 급냉하여 급속히 냉각시키고 오스테나이트를 마텐자이트로 변환합니다. 마텐자이트는 매우 단단하고 강한 미세조직입니다. 공기경화강의 경우, 두께 5인치 이하의 부품은 정지된 공기 중에서도 경화가 가능합니다. 더 두꺼운 부품의 경우 완전한 경도를 얻기 위해 강제 공기, 가압 가스 또는 단속적인 기름 담금이 필요할 수 있습니다.
4. 담금질: 이것은 담금질 직후에 수행되는 중요한 최종 단계입니다. 경화된 강철은 취성적이며 높은 내부 응력을 가지고 있습니다. 템퍼링은 강철을 일반적으로 1000-1150°F (538-621°C)의 낮은 온도로 재가열하고 최소 두 시간 동안 유지하는 과정을 포함합니다. H13의 경우 이중 또는 삼중 템퍼링 공정이 매우 중요합니다. 이 절차는 잔류 오스테나이트를 변환하고 내부 응력을 제거하며 최종적으로 원하는 경도와 인성의 균형을 확보합니다.

열처리 요약

H13 강철의 일반적인 응용 및 도구

H13 는 도형 가공 도형 의 불분명 한 챔피언 이지만, 그 특성의 우수한 균형 은 그 가열 도형 을 다른 다양한 열기 작업 및 심지어 일부 냉기 작업 응용 에 적합 하게 한다. 다재다능성 때문에 제조업에서 가장 인기있는 도구 스틸 중 하나입니다. 열 피로에 저항하고 높은 온도에서 강도를 유지하며 충격을 흡수하는 능력은 많은 까다로운 도구 시나리오에 신뢰할 수있는 선택이됩니다.

도어?? 에서의 주요 사용 이외에, H13는 다른 몇 가지 주요 분야에서 자주 사용됩니다:

• 추출 도구: 알루미늄, 청동 및 다른 비철 합금의 압축에서 도형, 멘드럴 및 라인러에 사용됩니다. 그 뜨거운 단단 함은 진압 과정의 엄청난 압력과 열 아래에서 도형이 거나 변형되는 것을 방지합니다.
• 도매 도면: 뜨거운 조형 용도로 H13는 높은 충격 부하와 극한 온도 모두 견딜 수 있는 도형물을 만드는 데 사용됩니다. 자동차 산업에서 사용되는 것 처럼 고성능 부품 을 도공 하는 데는 견고하고 신뢰할 수 있는 도구 가 필요 합니다. 이 분야에 전문적인 회사들, 샤오이 (닝보) 금속 기술 , 고품질의 도형에 의존하여 정밀 엔지니어링 자동차 도조 부품을 생산합니다.
• 플라스틱 주사 폼: 가려움증과 유리로 가득 찬 플라스틱의 많은 양을 생산하는 곰팡이에 대해 H13는 표준 곰팡이 강철에 비해 뛰어난 마모 저항성과 강도를 제공합니다. 높은 닦기 능력은 또한 고품질의 표면 완성도를 가진 부품을 생산하는 데 중요한 장점입니다.
• 다른 뜨거운 작업 응용: H13는 열과 충격에 대한 저항이 가장 중요한 뜨거운 블레이드, 펀치 및 멘드럴에도 사용됩니다.

특정 응용 프로그램에 대한 H13의 선택은 종종 필요한 주요 특성에 따라 나타납니다. 디헬 스틸 - 그래요 아래 표는 H13의 주요 특성에 대한 일반적인 응용 프로그램을 지도로 표시하여 적절한 선택이됩니다.

자주 묻는 질문

1. H11과 H13 공구강의 차이점은 무엇인가요?

H11과 H13은 매우 유사한 크롬 열간 공작용 강철입니다. 주된 차이점은 H13이 더 높은 양의 바나듐을 함유하고 있다는 점이며(약 1.00%로, H11의 0.40%와 비교됨)입니다. 이러한 증가된 바나듐 함량 덕분에 H13은 마모 저항성, 고온 경도 및 열 균열 저항성이 약간 더 우수하여 알루미늄 다이캐스팅과 같은 보다 까다로운 용도에 일반적으로 더 선호됩니다.

3. H13 강철을 용접할 수 있나요?

예, H13는 금형 또는 다이의 수리 목적으로 용접이 가능합니다. 그러나 균열을 방지하기 위해 신중한 절차가 필요합니다. 용접 전 도구의 적절한 예열과 용접 후 열처리(담회)는 열영향부의 응력을 제거하고 재료 특성을 회복시키기 위해 필수적입니다.

5. 다이캐스팅 금형용 H13의 일반적인 경도는 얼마인가요?

다이캐스팅 금형의 경우, H13은 일반적으로 로크웰 C 경도(HRC) 기준 42에서 52 사이로 열처리를 실시한다. 정확한 경도는 상호 타협의 문제인데, 높은 경도(예: 50-52 HRC)는 더 나은 마모 저항성을 제공하지만 인성은 다소 낮아질 수 있는 반면, 낮은 경도(예: 42-46 HRC)는 마모 저항성이 약간 떨어지지만 최대의 인성과 균열 저항성을 제공한다.