다이캐스팅 금형 및 인서트용 공구강 선정

합금 주조, 용융 금속 온도, 내열 균열 저항성, 고온 경도, 내침식성 및 인성 요구 사항. 다이캐스팅 금형 및 인서트, 주요 선택 기준은 일반적으로 열피로 저항성, 고온 강도, 침식 저항성 및 균열 저항성 중에서 결정됩니다.

다이캐스팅 금형의 파손 원인

금형 손상은 무작위로 발생하지 않습니다. 열 사이클, 사출 압력 및 용융 합금과의 접촉으로 인해 발생하며, 어떤 메커니즘이 지배적인지에 따라 어떤 강재 특성이 중요한지가 결정됩니다.

각 주조 사이클에서 금형 표면은 용융 금속에 의해 가열된 후 다시 냉각되므로 표면은 반복적인 열 응력 하에서 작동합니다. 그 결과 열 피로 균열(표면 균열 네트워크)이 발생합니다. 높은 사출 압력과 빠른 금속 흐름은 침식과 국부 변형을 추가하며, 합금과의 지속적인 접촉은 특히 알루미늄 주조에서 용착을 촉진합니다.

알루미늄 및 마그네슘 다이캐스팅에서 금형은 일반적으로 마모보다는 열 피로로 인해 파손됩니다. 균열이 조기에 발생하고 빠르게 성장할 때 경도를 높이는 것은 문제를 해결하지 못합니다. 중요한 것은 반복 응력에 대한 저항성과 느린 균열 성장이며, 이는 인성과 반복 가열 하에서 안정적인 미세 구조를 필요로 합니다. 보다 청정한 변형인 ESR 등급 은 내부 결함을 줄여 균열 발생에 대한 저항성을 더욱 향상시키며, 이는 장기 생산에서 중요합니다.

주조 온도가 상승할 때(예: 황동 및 구리 합금) 파손 모드가 변화합니다. 균열 대신 금형이 연화되고 변형되며 치수 안정성을 잃으므로, 연화 저항성(템퍼링 저항성)이 인성보다 더 중요해집니다. 반대로 아연 및 기타 저온 작업에서는 열 부하가 낮아 비용, 가공성 및 납기가 선택을 좌우합니다.

경도와 인성은 서로 상충하는 관계에 있으며, 그렇기 때문에 대부분의 다이캐스팅 금형 은(는) 42-50 HRC 범위에서 사용됩니다. 이 범위 미만에서는 변형 가능성이 높아지고, 초과하면 균열이 가속화되는 경향이 있습니다. 금형이 조기 균열로 파손될 경우, 경도를 낮추거나 인성이 더 높은 강종을 선택하는 것이 경도를 더 높이는 것보다 일반적으로 더 효과적입니다.

공구강 등급별 빠른 선택 가이드

금형이 알루미늄, 마그네슘, 아연, 납, 황동, 구리, 인서트, 코어 또는 홀더 블록에 사용되는지에 따라 등급을 선택하십시오.

주조 금속에 따른 등급 선택

각 주조 금속은 서로 다른 열적 및 침식 부하를 발생시키므로 동일한 금형강이 모든 곳에서 최선의 답은 아닙니다. 아래 표는 첫 번째 선택, 대안 및 그 이유를 제시합니다.

금속 주조	첫 번째 선택	대안	주요 고장 위험	선택 논리
알루미늄	H13	H11, H12	열 검사, 납땜, 침식	H13은 고온 경도, 인성 및 내열 피로성의 최상의 균형을 제공합니다. H11은 인성을 향상시킵니다. H12는 내마모성 및 내세척성을 향상시킵니다.
마그네슘	H13	H11, H12	열피로, 균열	마그네슘 다이캐스팅은 알루미늄 다이캐스팅과 유사한 공구강 요구 사항을 가지고 있습니다.
아연	P20	장기 생산에는 H11 또는 H13	장기간 생산 과정에서 발생하는 마모	P20은 단기~중기 생산에 경제적이며 예비경화 상태로 공급됩니다. 더 긴 생산에는 H11 또는 H13을 사용하십시오. die life 이 필요할 때는 H11 또는 H13이 더 적합합니다.
납 및 주석	P20	더 높은 공구 수명이 필요할 때는 H13	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.

작업 경도는 주조 금속에 따릅니다. 알루미늄 및 마그네슘 금형의 경우 H13은 일반적으로 42-48 HRC에서 운용됩니다. 금형 형상, 냉각 균형 및 열 충격을 검토하지 않은 경우 50-52 HRC로 높이면 균열 위험이 증가합니다. H11 및 H12는 인성 또는 내마모성 중 우선순위에 따라 약 42-50 HRC에서 사용됩니다. 황동의 경우 H21은 일반적으로 38-42 HRC에서, H19는 38-44 HRC에서 운용됩니다. P20은 약 28-32 HRC(약 300 HB)로 예비 경화되어 공급되며, 이는 단기에서 중기 아연 생산에 충분합니다.

H21 및 H19와 같은 고텅스텐 등급은 내열성이 우수하지만 H13 또는 H11보다 인성이 낮습니다. 공격적인 냉각은 균열 위험을 높이므로 주의 깊은 예열과 제어된 냉각이 필요합니다.

선정 요약

이 표는 구매자가 주조 합금 및 주 금형 고장 위험을 이미 알고 있는 경우 더 빠른 비교를 가능하게 합니다.

다이캐스팅 적용 분야	주요 요구 사항	아오보 강종
알루미늄 및 마그네슘 다이캐스팅 금형, 인서트 및 코어	열피로 저항성, 고온 경도, 인성 및 침식 저항성	H13, H11
고속 알루미늄 흐름 또는 침식 발생 가능 지역	세척, 납땜 및 용융 알루미늄 침식에 대한 저항성	H13
소량~중량 생산용 아연 다이캐스팅 금형 및 홀더 블록	비용 관리, 사전 강화된 공급, 그리고 낮은 변형 위험	P20
장기 생산 아연 다이캐스팅 금형	다수의 사용 주기 동안 마모 수명 및 열 균열 저항성이 향상됩니다.	H13, H11
황동 및 구리 다이캐스팅 금형 및 인서트	적색 경도 및 고온에서의 연화 저항성	H21
고온 열간 가공 다이캐스팅 응용 분야	고온 강도, 템퍼링 저항성 및 열피로 저항성	H10, H21