Alles, was Sie wissen müssen über H13 Werkzeugstahl

Das AISI-Klassifizierungsschema ordnet die Chrom-Warmarbeitsstähle der Gruppe H zu. Diese Reihe von Stählen variiert zwischen H1 und H19.

Diese Stähle sind so konzipiert, dass sie den Bedingungen von hohem Druck, Hitze und Abrieb standhalten, die in verschiedenen Produktionseinheiten auftreten. Zu diesen Vorgängen, die in extremen Temperaturbereichen stattfinden, gehören das Scheren, Stanzen oder Formen von Metallen.

Der ausgewogene Legierungsgehalt und die für diese Stähle charakteristische Lufthärte können während der Härtung zu einem minimalen Verzug führen. Die meisten Stähle weisen eine niedrige Kohlenstoff- und Legierungszusammensetzung auf, so dass Werkzeuge aus diesen Stählen leicht abgekühlt werden können.

Was ist H13-Werkzeugstahl?

H13 Warmarbeits-Chromstahl wird in der Regel für Warm- und Kaltarbeitswerkzeuge verwendet. H13-Werkzeugstahl wird aufgrund seiner hervorragenden Kombination aus hoher Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit häufiger als jeder andere Werkzeugstahl für Werkzeuganwendungen eingesetzt.

Es wird vor allem in Kunststoffformen und im Druckguss verwendet und ist aufgrund seiner Fähigkeit, bei hohen Betriebstemperaturen schnell abzukühlen, eine hervorragende Wahl für thermoplastische Formen.

Verfügbare Varianten:

1. Umgeschmolzene Elektroschlacke (ESR)
2. Vakuum-Arc-umgeschmolzen (VAR)

Die Stahlwerke wenden in der Regel die Schmelzverfahren für hochwertigen Werkzeugstahl an, wie z. B. Ofenbehandlung, Vakuumreinigung und Vakuumschmelzen,
Pulverspritzen und Elektroschlackenumschmelzen, um den Gehalt an toxischen Elementen wie Sauerstoff, Wasserstoff und Stahleinschlüssen zu reduzieren.

Chemische Zusammensetzung

In Bezug auf die chemische Zusammensetzung enthält H13 Werkzeugstahl Kohlenstoff im Bereich von 0,35-0,45, Chrom von 4,75-5,50, Molybdän von 1,10-1,75, Mangan von 0,20-0,50, Vanadium von 0,80-1,20, Silizium von 0,80-1,20, Phosphor von 0,030 und Schwefel von maximal 0,030. Die Temperaturen für die verschiedenen Arbeitsgänge wie Glühen reichen von 1550 bis 1650 °F, 1825-1900 °F zum Härten, 1000-1200°F zum Anlassen und 38-53 °F für Rockwell C.

Physikalische Eigenschaften

Die physikalischen Eigenschaften des Werkzeugstahls H13 umfassen seine Dichte und seinen Schmelzpunkt. Die Dichte wird mit 7,80 g/cm3 bei 20 °C angegeben, der Schmelzpunkt mit 1427 °C.

Mechanische Eigenschaften

Der Werkzeugstahl H13 zeigt in Bezug auf seine mechanischen Eigenschaften ein Verhalten, das mit der Wärmebehandlung variiert. H13-Werkzeugstahl weist eine Flächenverringerung von 50% und einen Elastizitätsmodul von 215 GPa bei 20 °C auf. Die Bereiche für die Zugfestigkeit in Bezug auf die Bruchfestigkeit und die Streckgrenze liegen bei 1000-1380 MPa bzw. 1200-1590 MPa. Der Wert der Poissonzahl liegt zwischen 0,27 und 0,30.

Thermische Eigenschaften

Was die thermischen Eigenschaften betrifft, so wird die Ausdehnung mit 10,4 x 10-6/°C angegeben, während die Temperatur zwischen 20 und 100 °C liegt. Der Werkzeugstahl H13 hat eine Wärmeleitfähigkeit von 28,6 W/mK bei 215 °C.

Vorteile des Werkzeugstahls H13

Der Werkzeugstahl H13 übertrifft Stahllegierungen wie 4140 im Hinblick auf eine bessere Härtbarkeit und die damit verbundenen mechanischen Eigenschaften. Einige allgemeine Vorteile sind:

• Überprüfung der hohen Hitzebeständigkeit.
• Hervorragende Wärme- und Schockbeständigkeit.
• Starke Stabilität auf der Skala.
• Starke Zähigkeit der Farbe.

Gemeinsame Bewerbungsbeispiele

H13-Werkzeugstahl findet seine Anwendung in der Extrusion und im Kunststoffguss. Es handelt sich dabei um Matrizen, Backen, Matrizenhalter, Einsätze und Schäfte, die aus Kupferlegierungen mit hohem Aluminium- und Magnesiumanteil bestehen. Als Kunststoffmodellierwerkzeug wird er beim Pressen von Spritzguss- und Transferformen mit einem HRC-Wert von 50-52 verwendet. H13 ist ein hervorragender Druckgussstahl und wird auch erfolgreich für Schieber und Kerne in Werkzeugbaugruppen eingesetzt.

Andere Anwendungen sind:

• Auswerferstifte für Spritzgussformen
• Einsätze und Kernstifte für Spritzgussformen
• Hohlräume für Gussformen
• Schmiede- und Strangpresswerkzeuge
• Kunststoff-Formhohlräume
• Verderblichkeit
• Geschrumpfte Ringe (Sinterkarbidwerkzeuge)
• Verschleißfeste Teile
• Shot Sleeves für Druckguss
• Schneideisen

Materialien mit ähnlichen Eigenschaften wie H13-Stahl

Andere Bezeichnungen, die den H13-Werkzeugstählen entsprechen, sind

• AFNOR Z 40 COV 5
• DIN 1.2344
• UNI KU
• JIS SKD61
• SS 2242
• S. BH 13
• ASTM A681
• FED QQ-T-570
• SAE J437
• SAE J438
• SAE J467
• UNS T20813
• AMS 6408

Zusammenfassung

Es ist sehr wichtig, H13-Werkzeugstahl einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, insbesondere bei höheren Temperaturen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die gute Härte sowie die Mischung aus Stoß- und Abriebfestigkeit den H13-Werkzeugstahl zu einer guten Wahl für Werkzeuganwendungen machen.