Hiểu về thép công cụ H13 cho ứng dụng đúc khuôn

Khi nói đến đúc khuôn, việc lựa chọn đúng loại thép công cụ là rất quan trọng để thành công. Nhiều khách hàng của chúng tôi tin tưởng vào thép công cụ H13 và có lý do chính đáng. Hãy cùng phân tích lý do tại sao thép công cụ H13 lại là lựa chọn hàng đầu trong lĩnh vực đòi hỏi khắt khe này.

H13 là thép khuôn đúc nóng crom 5%, được sử dụng rộng rãi để đúc các kim loại như kẽm, nhôm và magiê. Nó đủ linh hoạt cho nhiều thành phần khác nhau – khuôn, miếng chèn, lõi, pít tông, thanh trượt, ống bọc và vòi phun đều được hưởng lợi từ các đặc tính của nó. Thỉnh thoảng, nó cũng được sử dụng cho các lần chạy ngắn với đồng thau.

Vậy, điều gì làm cho thép công cụ H13 nổi bật? Nó tóm lại là sự kết hợp của các đặc tính lý tưởng cho nhiệt độ cao và ứng suất tuần hoàn liên quan đến đúc khuôn. Các điểm mạnh chính bao gồm:

• Nhiệt độ tuyệt vời và Mặc Sức chống cự: Nó chịu được nhiệt độ cao tốt, ngay cả khi tiếp xúc với kim loại nóng chảy.
• Khả năng chống mỏi nhiệt: Điều này rất quan trọng. Đúc khuôn liên quan đến quá trình gia nhiệt và làm mát liên tục, có thể dẫn đến “kiểm tra nhiệt” – một mạng lưới các vết nứt nhỏ hình thành trên bề mặt của vật đúc. Thép công cụ H13 vốn có khả năng chống lại điều này, giúp kéo dài tuổi thọ của dụng cụ. Các vết nứt này thường bắt nguồn từ ứng suất kéo dư trên bề mặt thép và thép công cụ H13 giúp giảm thiểu sự cố này.
• Độ bền và sức chịu va đập tốt: Đúc khuôn liên quan đến tải trọng va đập đáng kể. Thép công cụ H13 cung cấp độ dẻo dai cần thiết để chịu được các lực này. Hàm lượng vanadi của nó góp phần hình thành các cacbua vanadi cứng, do đó tăng cường khả năng chống mài mòn.
• Khả năng chống tôi luyện: Thép dụng cụ H13 vẫn giữ được độ cứng và độ bền ngay cả ở nhiệt độ cao thường thấy trong các ứng dụng gia công nóng.

Những cân nhắc về xử lý nhiệt

Thích hợp xử lý nhiệt là điều không thể thương lượng để đạt được hiệu suất tối ưu từ thép H13.

• Làm cứng bằng không khí: Thép H13 là thép tôi bằng không khí. Đây là một lợi thế đáng kể vì nó giảm thiểu sự biến dạng trong quá trình tôi và cho phép tôi sâu, ngay cả ở các phần lớn (lên đến khoảng 150 mm hoặc 6 inch).
• Làm cứng và Làm nguội: Thông thường, H13 được làm cứng (austenit hóa) ở nhiệt độ 1010-1030°C (khoảng 1850-1885°F) và sau đó làm nguội bằng không khí để đạt được độ cứng khoảng 52-54 HRC.
• Ba Làm nguội: Điều này rất quan trọng. Phải thực hiện quá trình tôi luyện ngay lập tức sau khi tôi. Đối với đúc khuôn, chúng tôi đặc biệt khuyến nghị quy trình tôi luyện ba lần. Quy trình này đảm bảo bất kỳ austenit giữ lại nào cũng chuyển đổi đúng cách, ngăn ngừa tình trạng giòn dưới ứng suất mỏi. Tôi luyện thường được thực hiện ở nhiệt độ trên 510°C (950°F) để đạt được các đặc tính tối ưu. Tránh tôi luyện ở khoảng 500°C (930°F), vì đôi khi điều này có thể dẫn đến giảm độ bền va đập, được gọi là giòn tôi luyện.
• Độ cứng mục tiêu: Đạt được độ cứng cuối cùng một cách chính xác là rất quan trọng. Quá cứng, dụng cụ có thể giòn; quá mềm, dụng cụ sẽ nhanh mòn. Độ cứng mục tiêu phụ thuộc vào thành phần cụ thể:
  • Khuôn đúc khuôn chung: 44–48 HRC
  • Yêu cầu về khả năng chống sốc: 40–44 HRC
  • Khuôn: 42–52 HRC
  • Chèn/Lõi: 46–52 HRC
  • Pít tông: 46–50 HRC
  • Chốt đẩy: 42–46 HRC

Chất lượng vật liệu và chế biến

• Chất lượng cao cấp (ESR/VAR): Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ tin cậy tối đa, hãy xem xét thép H13 được sản xuất bằng Nấu chảy lại xỉ điện (ESR) hoặc nấu chảy lại bằng hồ quang chân không (VAR). Các quy trình này tạo ra thép sạch hơn với độ đồng nhất tốt hơn.
• Xử lý bề mặt: Thấm nitơ có thể làm tăng đáng kể độ cứng bề mặt (trên 1000 HV hoặc >70 HRC) để tăng khả năng chống mài mòn, mặc dù lớp thấm nitơ đôi khi có thể dễ bị nứt. Mạ crom là một lựa chọn khác, mặc dù hàm lượng cacbon của H13 có thể ảnh hưởng đến độ dày của lớp.
• Hàn: Đối với sửa chữa, hàn TIG là một lựa chọn phù hợp. Việc gia nhiệt trước đúng cách (dao động từ 110°C đến 375°C, tùy thuộc vào kích thước và độ phức tạp) là điều cần thiết để ngăn ngừa nứt. Dây hàn H13 là tiêu chuẩn.
• Khả năng gia công: Ở trạng thái ủ, thép H13 có khả năng gia công khá tốt.

Tóm tắt

Thép công cụ H13 là vật liệu nền tảng cho đúc khuôn do có sự cân bằng tuyệt vời giữa độ bền nhiệt độ cao, khả năng chống mài mòn, khả năng chống mỏi nhiệt và độ dẻo dai. Bản chất tôi trong không khí của nó mang lại độ ổn định kích thước tốt. Tuy nhiên, việc nhận ra tiềm năng đầy đủ của nó hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình xử lý nhiệt chính xác, đặc biệt là quá trình tôi ba lần thích hợp để đạt được độ cứng mục tiêu cho ứng dụng cụ thể của bạn. Việc lựa chọn vật liệu chất lượng cao, chẳng hạn như cấp ESR hoặc VAR khi cần thiết, sẽ đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ tối ưu.

Nếu bạn có thắc mắc cụ thể về việc áp dụng thép H13 trong hoạt động của mình hoặc cần hỗ trợ lựa chọn loại thép phù hợp, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi có nhiều kinh nghiệm về thép công cụ và ở đây để giúp bạn tìm ra giải pháp tốt nhất.