H13-Werkzeugstahl sind Chrom-Warmarbeitsstähle, die in Werkzeuganwendungen für Warm- und Kaltarbeit weit verbreitet sind. H13-Werkzeugstahl wird vom AISI-Klassifizierungssystem als Gruppe H-Stähle klassifiziert. Diese Reihe von Stählen beginnt bei H1 bis H19.
1. H13-Werkzeugstahlbezogene Spezifikationen
| Land | Vereinigte Staaten von Amerika | Deutsch | Japan |
| Standard | ASTM A681 | DIN EN ISO 4957 | JIS G4404 |
| Noten | H13 | 1.2344/X40CrMoV5-1 | SKD61 |
2. Chemische Zusammensetzung des Werkzeugstahls H13
| ASTM A681 | C | Mn | P | S | Si | Kr | V | Mo | ||||||
| H13 | 0.32 | 0.45 | 0.2 | 0.6 | 0.03 | 0.03 | 0.8 | 1.25 | 4.75 | 5.5 | 0.8 | 1.2 | 1.1 | 1.75 |
| DIN ISO 4957 | C | Mn | P | S | Si | Kr | V | Mo | ||||||
| 1.2344 /X40CrMoV5-1 | 0.35 | 0.42 | 0.25 | 0.5 | 0.03 | 0.02 | 0.8 | 1.2 | 4.8 | 5.5 | 0.85 | 1.15 | 1.1 | 1.5 |
| JIS G4404 | C | Mn | P | S | Si | Kr | V | Mo | ||||||
| SKD61 | 0.35 | 0.42 | 0.25 | 0.5 | 0.03 | 0.02 | 0.8 | 1.2 | 4.8 | 5.5 | 0.8 | 1.15 | 1.0 | 1.5 |
3. Mechanische Eigenschaften des Stahls AISI H13
Eigenschaften | Metrisch | Kaiserliche |
| Zugfestigkeit, ultimative (@20 Grad /68 Grad F, variiert je nach Wärmebehandlung) | 1200 – 1590 MPa | 174000 – 231000 psi |
| Zugfestigkeit, Streckgrenze (@20 Grad /68 Grad F, variiert je nach Wärmebehandlung) | 1000 – 1380 MPa | 145000 – 200000 psi |
| Reduzierung der Fläche (@20 Grad /68 Grad F) | 50,00 Prozent | 50,00 Prozent |
| Elastizitätsmodul (@20 Grad /68 Grad F) | 215 GPa | 31200 ksi |
| Poisson-Zahl | 0.27-0.30 | 0.27-0.30 |
4. Schmieden von H13-Werkzeugstahl Das Erhitzen zum Schmieden muss langsam und gleichmäßig erfolgen. Bei 1900 Grad -2000 Grad F durchtränken und so oft wie nötig erhitzen, die Arbeit einstellen, wenn die Temperatur unter 1650 Grad F fällt. Nach dem Schmieden langsam in Kalk, Glimmer, trockener Asche oder Ofen abkühlen. H-13 sollte nach dem Schmieden immer geglüht werden.
5. Wärmebehandlung für H13-Werkzeugstähle
- Glühen
Langsam auf 1550 Grad -1650 Grad F erhitzen, halten, bis die gesamte Masse durchgeheizt ist, und im Ofen langsam (40 F pro Stunde) auf etwa 1000 Grad F abkühlen, wonach die Abkühlungsgeschwindigkeit erhöht werden kann. Es müssen geeignete Vorkehrungen getroffen werden, um eine übermäßige Aufkohlung oder Entkohlung zu verhindern.
- Stressabbauend
Wenn es wünschenswert ist, die Spannungen der Bearbeitung abzubauen, erhitzen Sie es langsam auf 1050 Grad -1250 Grad F, lassen Sie es ausgleichen und kühlen Sie es dann an ruhiger Luft ab (Zugentlastung). EIN
- Vor dem Härten vorwärmen
Vor dem Einfüllen in den Vorwärmofen leicht erwärmen, der bei 1400 Grad -1500 Grad F betrieben werden sollte.
- Härten
H13-Werkzeugstahl ist ein Stahl mit sehr hoher Härtbarkeit und sollte durch Abkühlung an ruhender Luft gehärtet werden. Die Verwendung eines Salzbades oder eines Ofens mit kontrollierter Atmosphäre ist wünschenswert, um die Entkohlung zu minimieren, und falls nicht verfügbar, wird eine Packungshärtung in verbrauchtem Pechkoks vorgeschlagen. Die verwendete Temperatur beträgt normalerweise 1800 Grad -1850 Grad F, je nach Größe des Abschnitts.
- Abschrecken
An ruhender Luft oder Trockenluft abschrecken. Sollen komplizierte Formen gehärtet werden, kann eine unterbrochene Ölkühlung eingesetzt werden. Teil in Öl abschrecken und aus dem Bad nehmen, wenn es gerade seine Farbe verliert (1000 Grad -1100 Grad F). Beenden Sie das Abkühlen auf unter 150 Grad -125 Grad F an der Luft und tempern Sie es dann sofort.
- Anlassen
Die Anlasspraxis kann je nach Größe und Anwendung variieren, wird jedoch normalerweise im Bereich der maximalen Sekundärhärte oder höher durchgeführt. Eine doppelte Temperierung wird empfohlen. Die folgenden Ergebnisse sind H13, das von 1800 Grad F luftabgeschreckt und 4 Stunden lang bei verschiedenen Temperaturen getempert wurde. Die Ergebnisse können als Richtlinie verwendet werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass Teile mit schwerem Profil oder Masse einige Punkte weniger Härte aufweisen können.
6. Anwendung von AISI H13 Werkzeugstahl
- Als Werkzeuge für die Extrusion
| Teil | Aluminium, Magnesiumlegierungen, HRC | Kupferlegierungen HRC | Edelstahl HRC |
| Matrizen, Backers, Matrizenhalter, Liner, Blindblöcke, Stiele | 44-50 | 43-47 | 45-50 |
| 41-50 | 40-48 | 40-48 | |
Austenitisierungstemperatur | 1,870-1,885 Grad F | 1,900-1,920 Grad F | |
| (1,020-1,030 Grad) | (1,040-1,050 Grad) | ||
- Als Kunststoffformwerkzeugstahl
| Teil | Austenitisierungstemp. | HRK |
| Spritzgussformen Press-/ Transferformen | 1,870-1,885 Grad Fahrenheit (1,020-1,030 Grad ) | 50-52 |
| Anlassen 480 Grad F (250 Grad) |
- Andere Anwendungen
| Anwendungen | Austenitisierungstemp | HRK |
| Starkes Kaltstanzen, Schrottschere | 1,870-1,885 Grad F | 50-52 |
| (1,020-1,030 Grad) | ||
| Anlassen 480 Grad F (250 Grad) | ||
| Heißes Scheren | 1,870-1,885 Grad F | |
| (1,020-1,030 Grad) | 50-52 | |
| Anlassen 480 Grad F (250 Grad) oder | ||
| 1,070-1,110 Grad F | 45-50 | |
| (575-600 Grad) | ||
| Schrumpfringe (z. B. für Hartmetallmatrizen) | 1,870-1,885 Grad F | 45-50 |
| (1,020-1,030 Grad) | ||
| Anlassen 1,070-1,110 Grad F | ||
| (575–600 Grad) | ||
| Verschleißfeste Teile | 1,870-1,885 Grad F | Kern 50-52 Auftauchen ~1000HV1 |
| (1,020-1,030 Grad) | ||
| Anlassen 1.070 Grad F (575 Grad) | ||
| nitriert |
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AISI H-13 Werkzeugstahl zeichnet sich aus durch:
- Gute Abriebfestigkeit bei niedrigen und hohen Temperaturen
- Hohe Zähigkeit und Duktilität
- Gleichmäßige und hohe Bearbeitbarkeit und Polierbarkeit
- Gute Hochtemperaturfestigkeit und Beständigkeit gegen thermische Ermüdung
- Hervorragende Durchhärtungseigenschaften
- Sehr geringer Verzug beim Härten
Beim Stahl H13 wirken Molybdän und Vanadium als Festigungsmittel. Der Chromgehalt trägt dazu bei, dass der Stahl H-13 einer Erweichung widersteht, wenn er bei hohen Temperaturen verwendet wird. H-13-Matrizenstähle bieten eine hervorragende Kombination aus Stoß- und Abriebfestigkeit und besitzen eine gute Rothärte. Es ist in der Lage, einer schnellen Abkühlung standzuhalten und widersteht einer vorzeitigen Hitzerissbildung. Werkzeugstahl H13 hat eine gute Bearbeitbarkeit, gute Schweißbarkeit, gute Duktilität und kann mit herkömmlichen Mitteln geformt werden.
Aufgrund der hervorragenden Kombination aus hoher Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit von H13-Werkzeugstahl wird AISI H13-Warmarbeitsstahl mehr als jeder andere Werkzeugstahl in Werkzeuganwendungen verwendet.
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