Výběr správné třídy oceli je rozhodující pro výkon a dlouhou životnost vašeho nářadí. Na Aobo Steel, with our extensive experience in tool steel forging, we often guide customers through the differences between popular grades. Two common choices, particularly for mold and die applications, are P20 nástrojová ocel a Nástrojová ocel H13. While both are workhorses, they have distinct properties suited for different jobs. Let’s look at the key technical differences.
Klasifikace a základní použití
- P20: Obvykle se klasifikuje jako nástrojová ocel se středním obsahem uhlíku, známá především jako formovací ocel. Považujte jej za všestranný typ pro lisování plastů a určité aplikace tlakového lití, zejména pro zinek.
- H13: Tato třída spadá do kategorie chromu 5% nástrojové oceli pro práci za tepla. Je také uznáván pro své ultravysoké pevnostní schopnosti.
Chemické složení: základ výkonu
Hlavní rozdíly mezi P20 a H13 vyplývají z jejich slitinového složení:
- P20: Obecně obsahuje uhlík 0,18-0,40% (často kolem 0,35%), spolu s křemíkem, manganem, chromem (0,5-2,00%) a molybdenem (0,30-0,55%).
- H13: While carbon levels can overlap (0.30-0.45%), H13 has a significantly different alloying package, as defined by standards such as ASTM A681 or JIS SKD61. It features much higher chromium (4.75-5.50%), higher molybdenum (1.10-1.75%), and a crucial addition of vanadium (0.80-1.20%). This vanadium content significantly contributes to its performance characteristics.
Aplikace
- P20: Widely used for plastic injection molds1, zinc die-casting dies, and holder blocks. It’s a solid choice for intermediate-length production runs.
- H13: Jako ocel pro zpracování za tepla H13 září ve vysokoteplotních prostředích zahrnujících tepelné cykly. Patří sem formy pro tlakové lití (zejména pro hliník nebo jiné slitiny s vysokým bodem tání), zápustky pro vytlačování za tepla, zápustky pro kování za tepla a také náročné formy pro vstřikování plastů, které vyžadují vyšší tvrdost nebo lepší tepelné řízení než P20.
Zpracování a tvrdost
Jak jsou tyto oceli dodávány a tepelně zpracované je zásadní praktický rozdíl:
- P20: P20 steel hardness is 28-32 HRC, typically supplied in a pre-hardened condition. This allows mold makers to machine cavities directly and use the tool without further high-temperature heat treatment, minimizing distortion risks. For higher surface hardness and nosit odolnost v plastových formách, P20 lze po obrobení nauhličit. Obvykle je kalený olejem.
- H13: I když se někdy používá předtvrzený, H13 je často tepelně zpracován uživatelem, aby se dosáhlo vyšších úrovní tvrdosti (např. 45-54 HRC nebo dokonce vyšší pro specifické aplikace) a pevností přesahujících 2070 MPa (300 ksi). H13 je vzduchem kalitelná ocel, což znamená, že může kalit přes velké části s minimálním zkreslením během procesu chlazení. Je to také druhotně kalená ocel, která si zachovává vysokou tvrdost a pevnost při zvýšených provozních teplotách, známá jako „červená tvrdost.“ Často se doporučuje dvojité temperování.
Klíčové výkonové charakteristiky
Porovnejme je přímo na kritické vlastnosti:
- Odolnost proti opotřebení: H13 generally offers superior wear and abrasion resistance because of its higher vanadium content, which forms hard carbides. P20 má dobrou odolnost proti opotřebení, takže je vhodný pro mnoho forem, ale H13 je vhodnější pro abrazivní podmínky nebo delší běhy. Nauhličování výrazně zlepšuje opotřebení povrchu P20.
- Houževnatost: Obě oceli jsou považovány za houževnaté. H13 obecně vykazuje vynikající rázovou houževnatost a houževnatost, které jsou životně důležité pro odolnost proti praskání v náročných aplikacích. P20 také nabízí dobrou houževnatost.
- Odolnost vůči teplotám (červená tvrdost): To je hlavní rozdíl. H13 má vynikající odolnost proti měknutí při vysokých teplotách, díky čemuž je ideální pro použití při práci za tepla. Odolnost P20 proti popouštění je nižší.
- Rozměrová stabilita: Povaha tvrdnutí na vzduchu H13 má za následek velmi minimální zkreslení během tepelného zpracování. P20 (olejové kalení) nabízí lepší stabilitu než vodou kalitelné oceli, ale obecně nižší než H13.
- Obrobitelnost: P20 je známý pro své vynikající obrobitelnost v předtvrzeném stavu. H13 má také dobrou obrobitelnost při správném žíhání.
- Leštitelnost: Jak P20, tak H13 mohou dosáhnout leštěného povrchu dobré kvality, což je nezbytné pro vysoce kvalitní plastové formy. H13 se často dobře leští při vyšších úrovních tvrdosti (nad 50 HRC).
- Odolnost proti tepelné kontrole: Rozhodující pro tlakové lití, H13 nabízí dobrou odolnost proti praskání tepelnou únavou, běžně známému jako tepelná kontrola. P20 je vhodný pro nízkoteplotní tlakové lití, např. zinku, ale H13 je preferován pro náročnější práce za tepla.
- Interní kvalita: U velkých nebo kritických nástrojů je vnitřní čistota oceli zásadní. H13 se často vyrábí pomocí elektrostruskového přetavování (ESR) nebo podobných procesů, které poskytují vyšší čistotu a jednotnost ve srovnání s konvenčně tavenými ocelmi. To zvyšuje výkon, zejména odolnost proti tepelné únavě.
Výběr
- Choose P20: If you need a cost-effective, readily machinable steel for plastic molds or low-temperature die casting, supplied prehardened for convenience, suitable for intermediate runs. Carburizing is an option for enhancing surface wear resistance.
- Choose H13: If your application involves high operating temperatures, requires superior wear resistance, high red hardness, maximum dimensional stability during heat treatment, resistance to heat checking, or high hardness levels (above 50 HRC) for demanding molds or hot work tooling, consider H13. Its higher alloy content (Cr, Mo, V) provides superior performance in these conditions, often justifying the use of cleaner ESR/VAR třídy pro kritické aplikace.
Pochopení těchto rozdílů vám pomůže zajistit výběr optimální nástrojové oceli pro vaše specifické potřeby. Máte-li další dotazy nebo požadujete-li specifické třídy, jako je P20 nebo H13, neváhejte nás kontaktovat na adrese sales@aobosteel.com. Máme zkušenosti, které vám pomohou se správným výběrem.
