Sự khác biệt giữa thép P20 và thép H13 là gì?

Việc lựa chọn đúng loại thép rất quan trọng đối với hiệu suất và tuổi thọ của dụng cụ của bạn. Tại Thép Aobo, với kinh nghiệm sâu rộng trong lĩnh vực rèn thép công cụ, chúng tôi thường hướng dẫn khách hàng tìm hiểu sự khác biệt giữa các loại thép phổ biến. Hai lựa chọn phổ biến, đặc biệt là đối với các ứng dụng khuôn và khuôn dập, là P20 và H13. Mặc dù cả hai đều là những con ngựa thồ, nhưng chúng có những đặc tính riêng biệt phù hợp với các công việc khác nhau. Hãy cùng xem xét những khác biệt kỹ thuật chính.

Phân loại và sử dụng cơ bản

• P20: Đây thường được phân loại là thép công cụ hợp kim cacbon trung bình, chủ yếu được gọi là thép làm khuôn. Hãy coi đây là loại thép đa năng cho đúc nhựa và một số ứng dụng đúc khuôn, đặc biệt là kẽm.
• H13: Cấp độ này thuộc loại crom 5% thép công cụ gia công nóng. Nó cũng được công nhận vì khả năng chịu lực cực cao.

Thành phần hóa học: Nền tảng của hiệu suất

Sự khác biệt cốt lõi giữa P20 và H13 bắt nguồn từ thành phần hợp kim của chúng:

• P20: Nói chung chứa 0,18-0,40% cacbon (thường khoảng 0,35%), cùng với silic, mangan, crom (0,5-2,00%) và molypden (0,30-0,55%).
• H13: Trong khi mức cacbon có thể chồng chéo (0,30-0,45%), H13 có gói hợp kim khác biệt đáng kể được xác định theo các tiêu chuẩn như ASTM A681 hoặc JIS SKD61. Nó có hàm lượng crom cao hơn nhiều (4,75-5,50%), hàm lượng molypden cao hơn (1,10-1,75%) và một lượng bổ sung quan trọng là vanadi (0,80-1,20%). Hàm lượng vanadi này góp phần đáng kể vào các đặc tính hiệu suất của nó.

Ứng dụng: Nơi chúng nổi trội

• P20: Được sử dụng rộng rãi cho khuôn ép nhựa, khuôn đúc kẽm và khối giữ. Đây là lựa chọn chắc chắn cho các đợt sản xuất có độ dài trung bình.
• H13: Là thép gia công nóng, H13 tỏa sáng trong môi trường nhiệt độ cao liên quan đến chu trình nhiệt. Điều này bao gồm khuôn đúc khuôn (đặc biệt là đối với nhôm hoặc các hợp kim có điểm nóng chảy cao khác), khuôn đùn nóng, khuôn rèn nóng và cả khuôn ép nhựa đòi hỏi độ cứng cao hơn hoặc quản lý nhiệt tốt hơn P20.

Xử lý và độ cứng

Những loại thép này được cung cấp như thế nào và được xử lý nhiệt là một sự khác biệt thực tế lớn:

• P20: Một lợi thế chính là P20 thường được cung cấp ở dạng đã tôi trước, với độ cứng khoảng 28-32 HRC (khoảng 300 HB). Điều này cho phép các nhà sản xuất khuôn gia công trực tiếp các khoang và sử dụng dụng cụ mà không cần xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao thêm, giảm thiểu rủi ro biến dạng. Để có độ cứng bề mặt cao hơn và mặc khả năng chống ăn mòn trong khuôn nhựa, P20 có thể được thấm cacbon sau khi gia công. Nó thường được tôi trong dầu.
• H13: Mặc dù đôi khi được sử dụng ở dạng đã tôi trước, H13 thường được người dùng xử lý nhiệt để đạt được mức độ cứng cao hơn (ví dụ: 45-54 HRC hoặc thậm chí cao hơn cho các ứng dụng cụ thể) và độ bền vượt quá 2070 MPa (300 ksi). H13 là thép tôi bằng không khí, có nghĩa là nó có thể tôi qua các phần lớn với độ biến dạng tối thiểu trong quá trình làm mát. Đây cũng là thép tôi thứ cấp, duy trì độ cứng và độ bền cao ở nhiệt độ vận hành cao, được gọi là “độ cứng màu đỏ” Thường thì nên tôi luyện gấp đôi.

Đặc điểm hiệu suất chính

Hãy so sánh chúng trực tiếp trên các đặc tính quan trọng:

• Khả năng chống mài mòn: H13 thường có khả năng chống mài mòn và chống mài mòn vượt trội do có hàm lượng vanadi cao hơn, tạo thành cacbua cứng. P20 có khả năng chống mài mòn khá, phù hợp với nhiều loại khuôn, nhưng H13 phù hợp hơn với điều kiện mài mòn hoặc chạy lâu hơn. Thấm cacbon cải thiện đáng kể độ mài mòn bề mặt của P20.
• Độ bền: Cả hai loại thép đều được coi là cứng. H13 thường thể hiện sức chịu va đập tuyệt vời và độ bền, rất quan trọng để chống nứt trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe. P20 cũng có độ bền tốt.
• Khả năng chịu nhiệt (Độ cứng màu đỏ): Đây là một điểm khác biệt lớn. H13 có khả năng chống mềm tuyệt vời ở nhiệt độ cao, lý tưởng để sử dụng trong các ứng dụng làm việc nóng. Khả năng chống tôi của P20 thấp hơn.
• Độ ổn định kích thước: Bản chất tôi luyện bằng không khí của H13 dẫn đến sự biến dạng rất nhỏ trong quá trình xử lý nhiệt. P20 (tôi luyện bằng dầu) có độ ổn định tốt hơn thép tôi luyện bằng nước nhưng nhìn chung kém hơn H13.
• Khả năng gia công: P20 được biết đến với sự tuyệt vời của nó khả năng gia công trong điều kiện đã được tôi cứng trước. H13 cũng có khả năng gia công tốt khi được ủ đúng cách.
• Khả năng đánh bóng: Cả P20 và H13 đều có thể tạo ra bề mặt được đánh bóng chất lượng tốt, điều này rất cần thiết cho khuôn nhựa chất lượng cao. H13 thường đánh bóng tốt ở mức độ cứng cao hơn (trên 50 HRC).
• Kiểm tra khả năng chịu nhiệt: Rất quan trọng đối với đúc khuôn, H13 có khả năng chống nứt mỏi nhiệt tốt, thường được gọi là kiểm tra nhiệt. P20 phù hợp với đúc khuôn nhiệt độ thấp hơn, chẳng hạn như kẽm, nhưng H13 được ưa chuộng hơn đối với công việc nóng đòi hỏi nhiều hơn.
• Chất lượng bên trong: Đối với các công cụ lớn hoặc quan trọng, độ sạch của thép bên trong là rất quan trọng. H13 thường được sản xuất bằng cách sử dụng Electroslag Remelting (ESR) hoặc các quy trình tương tự, mang lại độ sạch và tính đồng nhất cao hơn so với thép nấu chảy thông thường. Điều này giúp tăng cường hiệu suất, đặc biệt là khả năng chống mỏi nhiệt.

Đưa ra lựa chọn

• Chọn P20 nếu: Bạn cần một loại thép tiết kiệm chi phí, dễ gia công cho khuôn nhựa hoặc đúc khuôn nhiệt độ thấp, được cung cấp đã được làm cứng trước để thuận tiện, phù hợp cho các lần chạy trung gian. Thấm cacbon là một lựa chọn để tăng khả năng chống mài mòn bề mặt.
• Chọn H13 nếu: Ứng dụng của bạn liên quan đến nhiệt độ hoạt động cao, yêu cầu khả năng chống mài mòn vượt trội, độ cứng đỏ cao, độ ổn định kích thước tối đa trong quá trình xử lý nhiệt, khả năng chống kiểm tra nhiệt hoặc mức độ cứng cao (trên 50 HRC) cho khuôn mẫu đòi hỏi khắt khe hoặc dụng cụ gia công nóng. Hàm lượng hợp kim cao hơn (Cr, Mo, V) mang lại hiệu suất vượt trội trong những điều kiện này, thường biện minh cho việc sử dụng chất tẩy rửa ESR/Cấp độ VAR cho các ứng dụng quan trọng.

Hiểu được những khác biệt này giúp đảm bảo bạn chọn được loại thép công cụ tối ưu cho nhu cầu cụ thể của mình. Nếu bạn có thêm câu hỏi hoặc yêu cầu các loại thép cụ thể, chẳng hạn như P20 hoặc H13, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ sales@aobosteel.com. Chúng tôi có kinh nghiệm để giúp bạn đưa ra lựa chọn đúng đắn.