다이캐스팅 금형에 가장 적합한 공구강 추천
대부분의 알루미늄 및 마그네슘 다이캐스팅 금형에 가장 적합한 공구강은 다음과 같습니다. H13 공구강. 이 소재는 고온 경도, 인성, 열피로 저항성, 침식 저항성, 열처리 안정성 및 비용 측면에서 최적의 균형을 제공합니다.
더 높은 인성과 열충격 저항성이 요구되는 금형의 경우, H11 강력한 대안입니다. 침식, 마모 또는 세척에 더 많이 노출되는 금형의 경우 H12를 고려할 수 있습니다. 황동 및 구리 다이캐스팅의 경우 표준 5% 크롬 열간 가공강은 너무 빨리 연화될 수 있으므로 H12와 같은 고합금강을 사용할 수 있습니다. H21, H19, H14, H10A가 더 나은 선택입니다. 아연, 납, 주석 다이캐스팅의 경우, P20 금형강 이러한 금속은 낮은 온도에서 주조할 수 있기 때문에 가장 경제적인 선택인 경우가 많습니다.
알루미늄 및 마그네슘에는 H13을, 아연, 납 또는 주석을 사용하는 저온 용도에는 P20을, 황동 및 구리에는 H21, H19, H14 또는 H10A를 사용하십시오.
주조 금속 및 파손 위험도별 권장 공구강
| 금속 주조 | 첫 번째 선택 | 대안 선택 | 주요 고장 위험 | 선택 논리 |
| 알류미늄 | H13 | H11, H12 | 열 검사, 납땜, 침식 | H13은 고온 경도, 인성 및 열피로 저항성에서 최상의 균형을 제공합니다. H11은 인성을 향상시키고, H12는 내마모성 및 내세척성을 향상시킵니다. |
| 마그네슘 | H13 | H11, H12 | 열피로, 균열 | 마그네슘 다이캐스팅은 알루미늄 다이캐스팅과 유사한 공구강 요구 사항을 가지고 있습니다. |
| 아연 | P20 | H11, H13 | 장기간 생산 과정에서 발생하는 마모 | P20은 소량에서 중량 생산에 경제적입니다. 더 긴 금형 수명이 필요한 경우에는 H11 또는 H13이 더 적합합니다. |
| 납/주석 | P20 | 공구 수명이 더 길어야 하는 경우 H13을 선택하십시오. | 저온 마모 | 주조 온도가 낮다고 해서 항상 고급 고온 작업용 강철이 필요한 것은 아닙니다. |
| 놋쇠 | H21 | H19, H14 | 고온 연화, 세척, 열 검사 | 텅스텐과 코발트를 합금하면 내열경도와 고온 내마모성이 향상됩니다. |
| 구리 합금 | H10A | H19, H21 | 심각한 열 응력, 고온 연화, 침식 | 합금 함량이 높은 고온 작업용 강재는 고온에서도 경도를 더 잘 유지합니다. |
주조에 사용되는 강재의 종류는 각 금속마다 열적 및 침식 조건이 다르기 때문에 다양합니다. 아연은 알루미늄만큼 높은 열적 요구 조건을 필요로 하지 않으며, 알루미늄은 황동이나 구리처럼 고온에서 연화될 위험이 크지 않습니다. 따라서 단 하나의 범용 금형 강재를 사용하는 것은 최선의 해결책이 아닙니다.
H13: 알루미늄 및 마그네슘 다이캐스팅 금형의 표준 선택
H13은 고온 경도, 인성, 경화성 및 열피로 저항성을 하나의 등급에 모두 갖추고 있어 알루미늄 및 마그네슘 다이캐스팅에 사용되는 표준 금형강입니다. 5% 크롬 열간 가공 공구강 계열에 속하며 반복적인 가열 및 냉각 사이클에서도 우수한 성능을 발휘합니다.
알루미늄 다이캐스팅에서 금형 표면은 열 균열, 용융 알루미늄 침식, 부식 및 납땜에 노출됩니다. H13은 고온에서도 유효 강도를 유지하고 균열을 줄일 수 있는 충분한 인성을 가지고 있어 일반 합금강보다 이러한 위험에 대한 저항력이 뛰어납니다.
알루미늄 다이캐스팅 금형에는 일반적으로 H13 재질이 사용되며, 경도는 약 42~48 HRC입니다. 일부 금형 부품은 더 높은 경도를 요구할 수 있지만, 금형의 모서리가 날카롭거나, 단면 변화가 크거나, 냉각 균형이 불량하거나, 열 충격이 심한 경우 경도를 50~52 HRC까지 높이면 균열 발생 위험이 커집니다.
H13은 알루미늄 또는 마그네슘 금형, 인서트 및 캐비티 부품에 사용할 균형 잡힌 금형강이 필요한 경우 가장 안전한 시작 선택입니다.
H11 및 H12: 내구성 또는 내식성이 중요한 경우의 대안
H11과 H12는 모든 다이캐스팅 금형에서 H13을 대체하는 것이 아닙니다. 고장 위험이 달라질 경우 사용할 수 있는 대안입니다.
H11은 금형에 더 높은 인성이 요구될 때 적합합니다. H13보다 바나듐 함량이 낮아 고온 내마모성은 다소 떨어지지만 연성과 충격 저항성은 우수합니다. 따라서 H11은 대형 금형, 복잡한 금형 형상, 균열에 민감한 설계에 유용합니다. 또한, 심각한 균열이나 열 충격이 주요 문제인 알루미늄, 마그네슘, 아연 다이캐스팅 금형에도 적합합니다.
침식, 마모 또는 세척이 중요한 경우 H12가 더 적합합니다. H11에 비해 텅스텐을 함유하고 있어 고온 경도와 내마모성이 향상되었습니다. 따라서 H12는 용융 금속 유속이 빠르거나 금형 표면이 강한 세척 작용을 받는 용도에 유용합니다.
| 강철 | 더 나은 때 | 주된 이유 |
| H11 | 금형이 크거나, 복잡하거나, 균열에 민감합니다. | 더 높은 인성과 우수한 열충격 저항성 |
| H12 | 침식, 마모 또는 씻겨 내려감은 더욱 심각합니다. | 텅스텐은 고온 경도와 내마모성을 향상시킵니다. |
| H13 | 해당 애플리케이션은 최상의 전반적인 균형을 갖춰야 합니다. | 고온 경도, 인성 및 열피로 저항성이 균형 있게 갖춰져 있습니다. |
알루미늄 다이캐스팅의 경우, 인성 또는 내마모성 중 어느 것을 우선시하느냐에 따라 일반적으로 42~50 HRC 정도의 H11 및 H12 경도가 사용됩니다.
H21, H19, H14 및 H10A: 황동 및 구리 다이캐스팅에 더 나은 선택
황동 및 구리 다이캐스팅은 알루미늄 및 마그네슘 다이캐스팅과는 다른 강재 선택 기준을 요구합니다. 이러한 금속들은 금형을 훨씬 높은 온도에 노출시키기 때문입니다. 표준 H13 강재는 경도가 너무 빨리 저하되거나 심각한 열 균열 및 침식 현상을 일으킬 수 있습니다.
황동과 구리 가공에는 더 높은 내열경도, 우수한 템퍼링 저항성, 그리고 고온 침식 저항성이 요구되는 금형강이 필요합니다. 따라서 H21, H19, H14, H10A와 같은 고합금 열간가공강이 권장됩니다.
| 강철 | 주요 특징 | 최적 사용 논리 |
| H21 | 높은 텅스텐 함량 | 고온 연화 및 황동 부식에 대한 저항성이 우수함 |
| H19 | 텅스텐과 코발트 | 고온 강도, 내마모성 및 열 균열 저항성이 향상되었습니다. |
| H14 | 크롬과 텅스텐 | 표준 5% 크롬 등급보다 우수한 고온 경도 |
| H10A | 몰리브덴 및 바나듐 잔액 | 고온 응력 하에서도 우수한 경도 유지력을 보이며, 특히 구리 주조에서 그러합니다. |
H21은 텅스텐이 함유되어 있어 황동 다이캐스팅 금형에 흔히 사용되는 소재입니다. H21의 일반적인 황동 다이캐스팅 금형 경도는 약 38~42 HRC입니다. H19는 금형이 열 균열 및 고온 마모에 대한 더 강한 저항성을 필요로 할 때 사용될 수 있습니다. H19 황동 금형의 일반적인 경도는 약 38~44 HRC입니다.
이러한 강재는 사용 시 주의가 필요합니다. 고텅스텐강은 고온에 강하지만 일반적으로 H13 또는 H11 강보다 인성이 낮습니다. 따라서 적절한 예열과 제어된 냉각이 필수적이며, 급격한 냉각은 균열 발생 위험을 증가시킬 수 있습니다.
P20: 아연 및 저온 다이캐스팅을 위한 경제적인 선택
P20은 아연, 납, 주석 및 기타 저온 다이캐스팅 용도에 적합합니다. 이러한 금속들은 알루미늄, 황동 또는 구리처럼 높은 열 부하를 요구하지 않기 때문입니다. P20은 일반적으로 사전 경화 처리된 상태로 공급되므로 가공 비용을 절감하고 캐비티 가공 후 최종 경화로 인한 변형을 방지할 수 있습니다.
P20 강재는 일반적으로 28~32 HRC(약 300 HB) 정도의 경도를 나타냅니다. 이 경도는 단기에서 중기 규모의 아연 다이캐스팅 공정에 충분합니다. P20의 주요 장점은 최대 열간 경도가 아니라 경제적인 생산, 우수한 가공성, 그리고 가공 후 안정적인 크기 유지입니다.
| 사용 조건 | 추천 상품 | 이유 |
| 단기에서 중기 아연 다이캐스팅 생산 | P20 | 저렴한 비용, 우수한 가공성, 최종 경화 변형 없음 |
| 장기간 아연 다이캐스팅 생산 | H11 또는 H13 | 내마모성이 향상되고 금형 수명이 연장됩니다. |
| 납 또는 주석 다이캐스팅 | P20 | 낮은 주조 온도 및 낮은 열 요구량 |
P20은 심각한 알루미늄 다이캐스팅 결함에 대해 H13과 동일하게 취급되어서는 안 됩니다. P20의 주요 장점은 저온 주조 및 비용 절감에 있습니다.
다이캐스팅용 금형강 선택을 위한 간편 체크리스트
다이캐스팅 금형용 공구강을 선택하기 전에 먼저 주조 금속, 생산량 및 주요 고장 위험 요소를 확인해야 합니다.
| 선택 지점 | 실질적인 권장 사항 |
| 알루미늄 또는 마그네슘 다이캐스팅 | H13은 경도 42~48 HRC 정도에서 시작하십시오. 균열 위험이 높으면 H11을 사용하십시오. 침식이나 유실이 심하면 H12를 사용하십시오. |
| 아연, 납 또는 주석 다이캐스팅 | P20은 소량에서 중량 생산에 사용하십시오. 생산량이나 마모 요구량이 증가하면 H11 또는 H13으로 업그레이드하십시오. |
| 황동 또는 구리 다이캐스팅 | H21, H19, H14 또는 H10A 강재를 사용하십시오. 이 강재들은 내열 경도가 더 높고 고온 연화에 대한 저항성이 더 뛰어납니다. |
| H13 경도 선택 | 금형 형상, 냉각 균형 및 균열 위험을 고려하지 않고 경도를 지나치게 높이지 마십시오. |
| H21 또는 H19 사용 | 조심스럽게 예열하고 급격한 열 충격을 피하십시오. 고온에서의 경도가 높을수록 충격 저항성은 떨어지는 경향이 있습니다. |
| P20 선택 | 이 제품은 저온 환경 및 비용에 민감한 금형에 사용하며, 알루미늄, 황동 또는 구리 다이캐스팅과 같이 극한의 조건에서 사용되는 금형에는 적합하지 않습니다. |
다이캐스팅용 금형강을 선택할 때는 강종과 적합한 작업 조건을 명시해야 합니다. 대부분의 알루미늄 및 마그네슘 금형에는 H13이 가장 안전한 시작점입니다. 저온 아연 다이캐스팅의 경우 P20을 사용하면 비용을 절감할 수 있습니다. 황동 및 구리 금형에는 일반적으로 고합금 고온 가공용 강이 필요합니다.
