Compreendendo o aço para ferramentas H13 para aplicações de fundição sob pressão

Quando se trata de fundição sob pressão, selecionar o aço para ferramentas certo é crucial para o sucesso. Muitos dos nossos clientes confiam no aço para ferramentas H13, e por um bom motivo. Vamos explicar por que o aço para ferramentas H13 é um produto essencial neste campo exigente.

O H13 é um aço cromo 5% para trabalho a quente, amplamente utilizado na fundição de metais como zinco, alumínio e magnésio. É versátil o suficiente para diversos componentes – matrizes, insertos, núcleos, êmbolos, corrediças, mangas de injeção e bicos – todos se beneficiam de suas propriedades. Ocasionalmente, também é usado para pequenas tiragens com latão.

Então, o que diferencia o aço para ferramentas H13? A combinação de propriedades é ideal para suportar as altas temperaturas e o estresse cíclico envolvidos na fundição sob pressão. Os principais pontos fortes incluem:

• Excelente Calor e Vestir Resistência: Ele suporta bem calor intenso, mesmo quando exposto a metal fundido.
• Resistência à fadiga térmica: Isso é crucial. A fundição sob pressão envolve aquecimento e resfriamento constantes, o que pode levar à "queima de calor" – uma rede de finas fissuras que se formam na superfície da peça fundida. O aço para ferramentas H13 é inerentemente resistente a isso, ajudando a prolongar a vida útil da ferramenta. Essas fissuras geralmente se originam de tensões residuais de tração na superfície do aço, e o aço para ferramentas H13 ajuda a mitigar essa falha.
• Boa tenacidade e resistência ao impacto: A fundição sob pressão envolve cargas de choque significativas. O aço para ferramentas H13 oferece a tenacidade necessária para suportar essas forças. Seu teor de vanádio contribui para a formação de carbonetos de vanádio duros, aumentando assim a resistência ao desgaste.
• Resistência ao revenimento: O aço para ferramentas H13 mantém sua dureza e resistência mesmo em temperaturas elevadas típicas de aplicações de trabalho a quente.

Considerações sobre tratamento térmico

Apropriado tratamento térmico não é negociável para atingir o desempenho ideal do aço H13.

• Endurecimento ao ar: O aço H13 é um aço endurecível ao ar. Esta é uma vantagem significativa, pois minimiza a distorção durante o processo de têmpera e permite um endurecimento profundo, mesmo em seções grandes (até aproximadamente 150 mm ou 6 polegadas).
• Endurecimento e Resfriamento: Normalmente, o H13 é endurecido (austenitizado) a uma temperatura de 1010-1030 °C (aproximadamente 1850-1885 °F) e então resfriado ao ar para atingir uma dureza de aproximadamente 52-54 HRC.
• Triplo Têmpera: Isto é vital. A têmpera deve ser feita imediatamente Após a têmpera. Para fundição sob pressão, recomendamos fortemente um processo de revenimento triplo. Isso garante que a austenita retida se transforme adequadamente, evitando a fragilidade sob estresse por fadiga. O revenimento é normalmente realizado acima de 510 °C (950 °F) para atingir as propriedades ideais. Evite revenimentos em torno de 500 °C (930 °F), pois isso pode, às vezes, levar à redução da tenacidade ao impacto, conhecida como fragilização por revenimento.
• Dureza do alvo: Atingir a dureza final com precisão é crucial. Se for muito duro, a ferramenta pode ficar quebradiça; se for muito mole, ela se desgasta rapidamente. A dureza desejada depende do componente específico:
  • Ferramentas gerais de fundição sob pressão: 44–48 HRC
  • Resistência ao choque: 40–44 HRC
  • Matrizes: 42–52 HRC
  • Insertos/Núcleos: 46–52 HRC
  • Êmbolos: 46–50 HRC
  • Pinos ejetores: 42–46 HRC

Qualidade e processamento de materiais

• Qualidade Premium (ESR/VAR): Para aplicações exigentes que exigem máxima tenacidade e confiabilidade, considere o aço H13 produzido com Refusão de Eletroescória (ESR) ou Refusão a Arco de Vácuo (VAR). Esses processos resultam em aço mais limpo e com maior homogeneidade.
• Tratamentos de superfície: A nitretação pode aumentar significativamente a dureza da superfície (acima de 1000 HV ou >70 HRC) para maior resistência ao desgaste, embora a camada nitretada possa, às vezes, apresentar tendência a trincas. A cromagem é outra opção, embora o teor de carbono do H13 possa afetar a espessura da camada.
• Soldagem: Para reparos, a soldagem TIG é uma opção adequada. O pré-aquecimento adequado (de 110 °C a 375 °C, dependendo do tamanho e da complexidade) é essencial para evitar rachaduras. Um arame de enchimento H13 é padrão.
• Usinabilidade: Em seu estado recozido, o aço H13 usina razoavelmente bem.

Resumindo

O aço para ferramentas H13 é um material fundamental para fundição sob pressão devido ao seu excelente equilíbrio entre resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste, resistência à fadiga térmica e tenacidade. Sua natureza de têmpera ao ar proporciona boa estabilidade dimensional. No entanto, a obtenção de todo o seu potencial depende inteiramente de um tratamento térmico adequado, especialmente de uma tripla têmpera adequada para atingir a dureza desejada para sua aplicação específica. A seleção de materiais de alta qualidade, como os graus ESR ou VAR, quando necessário, garante ainda mais desempenho e durabilidade ideais.

Se você tiver dúvidas específicas sobre a aplicação do aço H13 em suas operações ou precisar de ajuda para selecionar o grau correto, não hesite em entrar em contato. Temos ampla experiência com aços para ferramentas e estamos aqui para ajudar você a encontrar as melhores soluções.