Tutto quello che c'è da sapere su Acciaio per utensili H13

Lo schema di classificazione AISI classifica gli acciai da utensili al cromo per lavorazione a caldo come acciai del gruppo H. Questa sequenza 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 diverse unità produttive. Tali operazioni, svolte a temperature estreme, comprendono la cesoiatura, la punzonatura o la sagomatura dei metalli.

Il contenuto bilanciato di leghe e la durezza all'aria che caratterizzano questi acciai possono indurre una distorsione minima durante la tempra. La maggior parte degli acciai ha una composizione a basso tenore di carbonio e di leghe, per cui gli utensili prodotti con questi acciai possono essere sottoposti a un facile raffreddamento.

Che cos'è l'acciaio per utensili H13?

L'acciaio al cromo per lavorazioni a caldo H13 è comunemente utilizzato per applicazioni di utensili per lavorazioni a caldo e a freddo. L'acciaio H13 viene utilizzato più di ogni altro acciaio per utensili grazie alla sua eccellente combinazione di elevata tenacità e resistenza alla fatica.

Utilizzata soprattutto negli stampi per materie plastiche e nella pressofusione, la sua capacità di sopportare un rapido raffreddamento da alte temperature di esercizio la rende un'ottima opzione anche per gli stampi termoplastici.

Varianti disponibili:

1. Elettroscoria rifusa (ESR)
2. Fuso sotto vuoto ad arco (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,
spruzzatura di polveri e rifusione di scorie per ridurre il contenuto di elementi tossici come ossigeno, idrogeno e inclusioni di 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 effettuate, 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 il Rockwell C.

Proprietà fisiche

Le proprietà fisiche dell'acciaio per utensili H13 comprendono la densità e il punto di fusione. La densità è registrata come 7,80 g/cm3 per 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 dell'area pari a 50% e un modulo di elasticità di 215 GPa a 20 °C. Gli intervalli per la resistenza alla trazione in termini di ultimo e di snervamento variano rispettivamente a 1000-1380 MPa e 1200-1590 MPa. Il valore del rapporto di Poisson è registrato nell'intervallo 0,27-0,30.

Proprietà termiche

In termini di proprietà termiche, l'espansione è registrata come 10,4 x 10-6/°C mentre la temperatura è compresa tra 20 e 100 °C. L'acciaio per utensili H13 ha una conducibilità termica di 28,6 W/mK a 215 °C.

Vantaggi dell'acciaio per utensili H13

L'acciaio per utensili H13 supera le leghe di acciaio quali 4140 in termini di migliore temprabilità e proprietà meccaniche associate. Alcuni vantaggi comuni includono:

• Revisione ad alta resistenza al calore.
• Eccellente resistenza termica e agli urti.
• Forte stabilità sulla scala.
• Forte resistenza al colore.

Esempi di applicazioni comuni

L'acciaio per utensili H13 trova applicazione nell'estrusione e nello stampaggio di materie plastiche. Si tratta di matrici, supporti, portastampi, rivestimenti e steli, in quanto si tratta di leghe di rame con un ricco contenuto di alluminio e magnesio. Come strumento per la modellazione della plastica, viene utilizzato per la compressione di stampi a iniezione e stampi a trasferimento con un HRC di 50-52. H13 è un acciaio per stampi eccezionale per la pressofusione e viene impiegato con successo anche per le slitte e le anime negli assemblaggi di utensili.

Altre applicazioni includono:

• Perni di espulsione per stampi a iniezione
• Inserti e perni d'anima per stampi a iniezione
• Cavità per stampi di colata
• Stampi per forgiatura ed estrusione
• Cavità dello stampo in plastica
• Deperibilità
• Anelli ristretti (matrici in carburo cementato)
• Parti resistenti all'usura
• Manicotti per pressofusione
• Stampi di rifilatura

Materiali con proprietà simili all'acciaio H13

Altre denominazioni 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

Sintesi

È molto importante applicare processi di trattamento superficiale all'acciaio per utensili H13 per migliorare le proprietà meccaniche, soprattutto a temperature più elevate. In conclusione, la buona durezza e la combinazione di resistenza agli urti e all'abrasione rendono l'acciaio per utensili H13 un'ottima scelta per le applicazioni di utensili.