알루미늄 압출 금형에 가장 적합한 공구강

알루미늄 압출 금형에 가장 적합하고 일반적으로 추천되는 공구강은 다음과 같습니다. AISI H13 (DIN 1.2344), H11 (DIN 1.2343), H12를 비롯한 크롬계 고온 작업용 공구강은 고온 강도, 인성, 열피로 저항성, 우수한 질화 반응성, 열처리 중 비교적 낮은 변형률 등의 특성을 모두 갖추고 있어 널리 사용됩니다.

대부분의 일반적인 알루미늄 압출 금형에는 H13 강재가 가장 적합합니다. H13은 내마모성, 고온 경도, 인성 및 열 균열 저항성 측면에서 최상의 균형을 제공합니다.

맨드릴, 램, 더미 블록 및 기타 응력이 많이 가해지는 공구 부품의 경우, 균열, 굽힘 응력 또는 파손이 주요 관심사라면 H11이 더 나은 선택일 수 있습니다.

고온 경도와 치수 안정성이 더 높은 공구, 특히 고온 압출 다이, 라이너 및 램에는 H12를 고려할 수 있습니다.

맨드릴 팁 및 마모가 심한 인서트의 경우, 엠2 국부적인 마찰과 열이 H13 또는 H11이 견딜 수 있는 한계를 초과할 경우 T1 고속강을 사용할 수 있습니다. 일반적으로 M2가 더 균형 잡힌 선택이며, T1은 주로 최대 내열경도가 요구될 때 사용됩니다.

알루미늄 압출 금형 부품용 공구강 선정표

알루미늄 압출 금형은 단일한 범용 강종에 따라 선택되는 것이 아닙니다. 적절한 선택은 부품, 응력 수준, 마모 위험, 열 노출 및 요구되는 사용 수명에 따라 달라집니다.

H13과 H11: 내마모성과 인성 중 어떤 것을 선택해야 할까요?

H13은 H11보다 바나듐 함량이 더 높으며, 일반적으로 H11의 약 0.5%에 비해 약 1.0%를 함유하고 있습니다. 이처럼 바나듐 함량이 높으면 더 단단한 바나듐 카바이드가 형성되어 내마모성 및 내열 균열성이 향상됩니다. 이러한 이유로 H13은 알루미늄 압출 금형(솔리드 및 할로우)의 표준 범용 소재로 널리 사용됩니다.

공구가 필요한 경우 H13을 선택하십시오.

• 균형 잡힌 종합 성능: H13은 고온 경도, 인성, 내마모성 및 열피로 저항성이 우수하게 조합되어 있습니다.
• H11보다 우수한 내마모성: 높은 바나듐 함량은 더욱 단단한 탄화물 형성을 촉진합니다.
• 내열성: H13은 반복적으로 가열 및 냉각되는 금형 표면에 적합합니다.
• 표준 압출 다이 성능: 일반적으로 솔리드 및 할로우 다이에 가장 안전하고 우선적으로 선택되는 방식입니다.

H11은 바나듐 함량이 낮아 H13보다 내마모성은 약간 떨어지지만 파괴 인성과 연성은 더 우수합니다. 따라서 H11은 높은 굽힘 응력, 충격 하중 또는 균열 발생 위험이 있는 부품에 적합한 소재입니다.

공구가 필요한 경우 H11을 선택하십시오.

• 높은 인성: H11은 내마모성보다 내파괴성이 더 중요한 경우에 적합합니다.
• 균열 위험 감소: 긴 맨드릴 및 고응력 구조 공구에 유용합니다.
• 향상된 연성: H11은 굽힘 응력과 기계적 충격에 더 잘 견딜 수 있습니다.
• 구조적 신뢰성: 램, 더미 블록, 다이 백커 및 기타 지지 부품에 적합합니다.

내마모성과 금형 수명이 가장 중요한 고려 사항일 경우 H13을 선택하십시오. 균열 저항성과 인성이 더 중요할 경우 H11을 선택하십시오.

알루미늄 압출 공구에 H12를 사용하는 경우는 언제인가요?

H12 역시 크롬계 고온 가공 공구강이지만, H13이나 H11보다 용도가 더 특수합니다.

H12는 크롬, 몰리브덴, 바나듐 외에도 텅스텐을 함유하고 있습니다. 이로 인해 고온에서 연화에 대한 저항성이 뛰어나고 까다로운 고온 가공 조건에서도 치수 안정성이 향상됩니다. H12는 고온 경도 및 변형 제어가 중요한 열간 압출 다이, 라이너 및 램에 사용될 수 있습니다.

공구가 필요한 경우 H12를 선택하십시오.

• 복잡한 금형 형상: 향상된 치수 안정성은 뒤틀림 및 변형 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
• 높은 열 부하: 텅스텐 합금 지지대는 고온에서 연화에 대한 저항성을 향상시킵니다.
• 고강도 지지 공구: H12는 고온 경도가 중요한 라이너, 램 및 열간 압출 다이에 사용할 수 있습니다.
• 특정 안정성 요구 사항: 치수 제어가 단순히 가장 일반적인 등급을 선택하는 것보다 더 중요할 때 유용합니다.

대부분의 실제 구매 결정에서 H13과 H11이 주요 선택 사항으로 남아 있으며, H12는 고온 경도 및 안정성에 대한 특정 요구 사항이 있는 경우 대안으로 사용됩니다.

맨드릴 팁 및 고마모성 인서트에 M2 또는 T1을 언제 사용해야 할까요?

M2와 T1은 고속도강입니다. 이 재질들은 알루미늄 압출 금형의 일반적인 금형 본체 재질이 아닙니다. 맨드릴 끝부분, 금형 인서트 또는 기타 마모가 심한 특정 부위에 선택적으로 사용됩니다.

주 금형 본체는 인성과 구조적 강도가 필요합니다. 팁과 인서트는 훨씬 더 높은 국부적인 내마모성과 고온 경도가 필요할 수 있습니다.

H13 또는 H11과 비교했을 때, M2 및 T1은 더 높은 경도로 열처리할 수 있으며, 심한 국부 열 환경에서도 경도를 유지할 수 있습니다. 따라서 공구의 작은 영역에서 발생하는 마찰 및 열 부하가 일반적인 고온 가공용 강재로는 감당하기 어려울 정도로 높은 경우에 적합합니다.

다음과 같은 경우 M2를 선택하십시오.

• 심각한 국부 마찰: 높은 탄화물 함량은 맨드릴 팁과 인서트에 필요한 내마모성을 제공합니다.
• 균형 잡힌 내충격성: M2는 많은 고합금 고속강보다 우수한 인성 균형을 제공합니다.
• 혼합 마모 및 충격 조건: 이 제품은 인서트가 마모와 기계적 스트레스 모두에 저항해야 하는 용도에 적합합니다.
• 비용 효율적인 성능: M2는 일반적으로 텅스텐 함량이 높은 고속도강보다 경제적입니다.

M2는 내마모성이 뛰어나고 고합금 고속강보다 인성 균형이 우수하기 때문에 맨드릴 팁과 인서트에 일반적으로 더 실용적인 고속강으로 선택됩니다.

공구가 필요한 경우 T1을 선택하십시오.

• 최대 적색 경도: T1은 고온에서 열 연화에 저항해야 하는 용도에 적합합니다.
• 높은 열 안정성: 텅스텐 함량이 높아 고온에서도 경도를 유지하는 데 도움이 됩니다.
• 열연화 저항성: 연화가 주요 파손 원인일 때 유용합니다.
• 칩핑 위험 감소: 충격으로 인한 파손이나 모서리 칩핑이 잦은 경우 T1은 매력도가 떨어집니다.

T1은 우수한 내열경도를 지닌 대표적인 텅스텐 고속강이지만, 일반적으로 M2보다 가격이 비싸고 인성이 떨어집니다. 대부분의 경우 M2가 더 균형 잡힌 선택이며, T1은 극심한 열연화 문제에 사용됩니다.

알루미늄 압출 다이강 선택에서 질화 반응이 중요한 이유는 무엇일까요?

질화 반응은 H11, H12 및 H13이 알루미늄 압출 금형에 널리 사용되는 중요한 이유 중 하나입니다.

알루미늄 압출 금형은 단단하고 내마모성이 뛰어난 표면과 견고한 코어를 필요로 합니다. H 시리즈 고온 작업용 강재 크롬, 몰리브덴, 바나듐을 함유하고 있으며, 이들 원소는 질화 처리 과정에서 안정적인 질화물을 형성할 수 있습니다. 이를 통해 다이 표면은 높은 내마모성을 확보하는 동시에 코어는 높은 압출 압력을 견딜 수 있을 만큼 충분히 견고하게 유지됩니다.

이러한 이유로 질화 처리는 별도의 고려 사항으로 취급해서는 안 됩니다. 선택한 강재가 질화 처리에 잘 반응하지 않으면, 기본 경도가 허용 가능한 수준이라도 알루미늄 압출 공정에서 제대로 성능을 발휘하지 못할 수 있습니다.

이것이 바로 H13, H11, H12가 알루미늄 압출 금형에 사용되는 일반적인 합금강보다 더 적합한 이유 중 하나입니다. 이 강들은 질화된 작업 표면과 견고한 지지 코어를 결합할 수 있습니다.

실질적인 권장 사항

대부분의 알루미늄 압출 금형의 경우, H13은 내마모성, 고온 경도, 인성, 열피로 저항성, 질화 반응성 및 비용 측면에서 가장 균형 잡힌 조합을 제공하므로 최적의 시작 선택입니다.

공구 부품에 가해지는 응력이 매우 크고 주요 위험이 균열, 굽힘 또는 파손인 경우 H11을 선택하십시오.

고온 경도, 치수 안정성 또는 뒤틀림 제어가 특히 중요한 경우 H12를 선택하십시오.

국부적인 내마모성을 향상시키면서도 전체 다이 본체를 지나치게 단단하게 만들거나 비용을 증가시키지 않으려면 맨드릴 팁과 고마모성 인서트에 M2를 선택하십시오.

T1은 최대 경도가 요구되는 경우, 그리고 인서트의 고장 원인이 주로 열 연화 현상 때문이지 파손 때문이 아닌 경우에만 선택하십시오.

실제 알루미늄 압출 금형 패키지에서 최적의 솔루션은 모든 부품에 동일한 강재를 사용하는 것이 아닌 경우가 많습니다. 견고한 설계에서는 주 금형에 H13 강재를, 응력이 많이 발생하는 맨드릴이나 보조 금형에 H11 강재를, 그리고 마모가 심한 국부적인 인서트에는 M2 또는 T1 강재를 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 금형의 내마모성, 균열 저항성 및 고온 가공 안정성 측면에서 더 나은 균형을 얻을 수 있습니다.

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