Tutto ciò che c'è da sapere sull'acciaio per utensili H13

Il sistema di classificazione AISI classifica gli acciai per utensili da lavorazione a caldo al cromo nel gruppo H. Questa serie di acciai varia tra H1 e H19.

Questi acciai sono progettati per resistere alle condizioni di alta pressione, calore e abrasione che si verificano in varie unità produttive. Tali operazioni vengono eseguite in intervalli di temperatura estremi e includono taglio, punzonatura o formatura dei metalli.

Il contenuto bilanciato di lega e la caratteristica di temprabilità in aria di questi acciai possono indurre una distorsione minima durante la tempra. La maggior parte degli acciai è composta da basso carbonio e da una composizione legata, in modo che gli utensili realizzati con questi acciai possano essere facilmente raffreddati.

Che cos'è l'acciaio per utensili H13?

L'acciaio H13 al cromo per lavorazione a caldo è comunemente utilizzato per applicazioni di utensili da lavorazione a caldo e a freddo. L'acciaio per utensili H13 è più utilizzato di qualsiasi altro acciaio per utensili nelle applicazioni di utensileria grazie alla sua eccellente combinazione di elevata tenacità e resistenza alla fatica.

Ampiamente utilizzato negli stampi in plastica e nella pressofusione, la sua capacità di resistere al raffreddamento rapido da elevate temperature operative lo rende anche un'opzione di primo piano per gli stampi per termoplastici.

1. Rifusione sotto scoria elettroconduttiva (ESR)
2. Rifusione ad arco sotto vuoto (VAR)

Le acciaierie seguono tipicamente i processi di fusione per l'acciaio per utensili di alta qualità, come la lavorazione in forno, la pulizia sotto vuoto, la fusione sotto vuoto, la polverizzazione e la rifusione sotto scoria elettroconduttiva, per ridurre il contenuto di elementi tossici come ossigeno, idrogeno e inclusioni nell'acciaio.

Composizione chimica

In termini di composizione chimica, l'acciaio per utensili H13 include Carbonio nell'intervallo 0,35-0,45, Cromo 4,75-5,50, Molibdeno 1,10-1,75, Manganese 0,20-0,50, Vanadio 0,80-1,20, Silicio 0,80-1,20, Fosforo 0,030 e Zolfo 0,030 al massimo. Le temperature per le varie operazioni eseguite, come la ricottura, vanno da 1550 a 1650 °F, 1825-1900 °F per la tempra, 1000-1200 °F per il rinvenimento e 38-53 °F per la scala Rockwell C.

Proprietà fisiche

Le proprietà fisiche dell'acciaio per utensili H13 comprendono la sua densità e il punto di fusione. La densità è registrata come 7,80 g/cm3 a 20 °C, mentre il punto di fusione è registrato come 1427 °C.

Proprietà meccaniche

L'acciaio per utensili H13, in termini di proprietà meccaniche, tende a mostrare un comportamento che varia con il trattamento termico. L'acciaio per utensili H13 registra una riduzione di area del 50% e un modulo di elasticità di 215 GPa a 20 °C. Gli intervalli per la resistenza a trazione, in termini di carico di rottura e di snervamento, variano rispettivamente tra 1000-1380 MPa e 1200-1590 MPa. Il valore del coefficiente di Poisson è registrato nell'intervallo 0,27-0,30.

Proprietà termiche

In termini di proprietà termiche, la dilatazione è registrata come 10,4 x 10-6/°C mentre la temperatura varia da 20 a 100 °C. L'acciaio per utensili H13 ha una conduttività termica di 28,6 W/mK a 215 °C.

Vantaggi dell'acciaio per utensili H13

L'acciaio per utensili H13 supera leghe d'acciaio come 4140 in termini di migliore temprabilità e delle relative proprietà meccaniche. Alcuni vantaggi comuni includono:

• Elevata resistenza al calore.
• Eccellente resistenza agli shock termici.
• Forte stabilità dimensionale.
• Forte tenacità.

Esempi di applicazioni comuni

L'acciaio per utensili H13 trova applicazione nell'estrusione e nello stampaggio della plastica. Il componente comprende stampi, supporti, portastampi, camicie e steli, poiché si tratta di leghe di rame con ricco contenuto di alluminio e magnesio. Come utensile per la modellazione della plastica, è utilizzato nella compressione di stampi a iniezione e stampi a transfer con un HRC di 50-52. H13 è un eccezionale acciaio per stampi per la pressofusione ed è anche impiegato con successo per slitte e anime nei complessi di utensili.

• Perni espulsori per stampi a iniezione
• Inserti e perni anima per stampi a iniezione
• Cavità per stampi di fusione
• Stampi per forgiatura ed estrusione
• Cavità per stampi in plastica
• Deperibilità
• Anelli calettati (stampi in metallo duro cementato)
• Parti resistenti all'usura
• Camicie di iniezione per pressofusione
• Stampi da tranciatura

Materiali con proprietà simili all'acciaio H13

Altre designazioni equivalenti agli acciai per utensili H13 includono:

• 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

Riepilogo

È molto importante applicare processi di trattamento superficiale sull'acciaio per utensili H13 al fine di migliorare le proprietà meccaniche, soprattutto alle alte temperature. In conclusione, una buona durezza, unita a una combinazione di resistenza agli urti e all'abrasione, rende l'acciaio per utensili H13 un'ottima scelta per le applicazioni di stampaggio e attrezzaggio.

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