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Hot Work Mold Steel es un acero de herramienta de aleación diseñado específicamente para moldes utilizados en el procesamiento de la deformación térmica de metales. Estas aplicaciones incluyen moldes de forjado en caliente, moldes de extrusión en caliente, moldes de fundición a troqueles y moldes de cabeza caliente. Debido a las condiciones de trabajo severas, caracterizadas por la exposición prolongada a altas temperaturas y alta presión, el trabajo, el acero muere debe poseer alta resistencia, dureza y estabilidad térmica. Las propiedades esenciales incluyen alta resistencia térmica, resistencia a la fatiga térmica, resistencia y resistencia al desgaste.
Hot work tool steel is an essential material in industrial manufacturing, particularly in applications demanding high strength and resistance to thermal fatigue.
Fuerza y dureza de alta temperatura: El acero de la herramienta de trabajo en caliente conserva una dureza de 40-50 hrc (escala de dureza de rocas C) incluso a temperaturas de hasta 500-700 ° C, asegurando que las herramientas mantengan excelentes propiedades mecánicas durante el procesamiento térmico.
Buena dureza: Este acero exhibe un valor de dureza de impacto de aproximadamente 20-30 J /cm²,, lo que significa que puede absorber una energía significativa sin fracturar. Esto lo hace particularmente adecuado para forjar aplicaciones que implican cargas de alto impacto.
Resistencia de fatiga térmica superior: Con una composición de aleación optimizada, que incluyen elementos como el cromo (CR) y el molibdeno (MO), este acero puede soportar más de 1,000 ciclos térmicos sin desarrollar grietas notables, extendiendo significativamente la vida útil de la herramienta.
Resistencia al calor estable: Al incorporar elementos de aleación estables como Vanadium (V), estos aceros mantienen una microestructura y rendimiento estables incluso cuando se calientan repetidamente a alrededor de 600 ° C.
Excelente enduribilidad: El acero de la herramienta de trabajo caliente puede sufrir tratamientos de enfriamiento profundos, logrando una dureza uniforme en todo el material, como endurecer hasta el núcleo de una barra redonda de 100 mm de diámetro.
Conductividad térmica moderada: Con una conductividad térmica de aproximadamente 28-32 W /m·K, Este acero permite calentamiento y enfriamiento rápido e incluso, reduciendo el riesgo de sobrecalentamiento localizado.
Buena maquinabilidad: Los procesos modernos de refinación como el remelding de electroSlag (ESR) aseguran una alta pureza de material, lo que hace que este acero sea más fácil de mecanizar en comparación con el acero de herramientas de trabajo en frío, a pesar de su alta dureza.
Vida útil extendida: Por ejemplo, los mohos de aluminio de aleación de aleación de aluminio hechas de H13 Hot Hool Hool Steel pueden lograr una vida útil de más de 100,000 ciclos de fundición, mientras que los materiales de moldes tradicionales pueden fallar después de menos de la mitad de ese número.
Mayor eficiencia de producción: Debido a la durabilidad de estos moldes, se minimiza el tiempo de inactividad causado por problemas de moho. En la industria automotriz, por ejemplo, forjar troqueles hechos de acero para herramientas de trabajo en caliente de alta calidad puede producir decenas de miles de piezas sin necesidad de reemplazo o mantenimiento.
Reducción de costos: Aunque el costo inicial del acero de herramienta de trabajo caliente de alta calidad puede ser un 20-30% más alto, la vida útil extendida y las necesidades de mantenimiento reducidas pueden reducir el costo de herramientas por parte hasta un 50% a largo plazo.
Calidad mejorada del producto: La excelente conductividad térmica y las propiedades mecánicas estables aseguran una alta precisión dimensional y la calidad de la superficie de los productos. Por ejemplo, en la producción de componentes aeroespaciales, el uso de acero para herramientas de trabajo en caliente de alto rendimiento puede dar lugar a paradas con acabado superficial superior y precisión dimensional.
Fuerza y dureza de alta temperatura
El trabajo en caliente muere el acero debe resistir fuerzas de impacto significativas durante la operación, especialmente en los moldes de forja en caliente. Estos mohos experimentan un impacto frecuente e intenso, que requieren materiales con fuerza y dureza excepcionales para evitar el agrietamiento. Por ejemplo, un molde típico de forjado caliente podría soportar los impactos de hasta 5000 MPa, lo que requiere materiales que pueden mantener la integridad estructural bajo dicho estrés.
Resistencia al desgaste
Además de la fricción y el desgaste de la deformación de billets, los moldes de trabajo en caliente están sujetos a oxidación y abrasión de alta temperatura por escamas de óxido de hierro. Esta doble exposición requiere acero con alta dureza y propiedades anti-adhesivas. Una tasa de desgaste por debajo de 0.05 mm³ / nm en condiciones de prueba específicas indica una excelente resistencia al desgaste, lo que garantiza la vida prolongada del moho.
Estabilidad térmica
La estabilidad térmica se refiere a la capacidad del acero para retener sus propiedades mecánicas a altas temperaturas. Los moldes de trabajo en caliente a menudo operan a temperaturas de la superficie entre 400 ° C y 700 ° C. El acero que mantiene su estructura y rendimiento dentro de este rango es crucial para evitar la deformación plástica y la falla. Por ejemplo, se prefieren los grados de acero que conservan más del 80% de su resistencia a 600 ° C para aplicaciones de alto estrés.
Fatiga térmica
Resistencia El trabajo en caliente Los mohos sufren ciclos de calentamiento y enfriamiento repetidos, causando un estrés térmico significativo. Esto puede conducir a la formación de grietas similares a la red en la superficie del moho, conocida como fatiga térmica. La alta resistencia a la fatiga térmica es crítica para prevenir la falla prematura del moho. Los estudios han demostrado que el acero con una longitud de grieta de fatiga térmica es de menos de 10 mm después de 1000 ciclos a 600 ° C demuestra un rendimiento superior para mantener la integridad del moho.
Endurecimiento
Los moldes de trabajo en caliente suelen ser grandes, lo que requiere propiedades mecánicas uniformes en toda la sección transversal del molde. La alta enduribilidad asegura que todo el molde logre la dureza y la fuerza deseadas. El acero con una profundidad de enduribilidad superior a 25 mm en las pruebas estándar asegura que incluso el núcleo de los moldes gruesos alcance propiedades óptimas.
Conductividad térmica
La disipación de calor efectiva es esencial para evitar el sobrecalentamiento, lo que puede degradar las propiedades mecánicas del moho. La buena conductividad térmica ayuda a reducir las temperaturas de la superficie del moho y minimizar los gradientes de temperatura interna. Por ejemplo, el acero con conductividad térmica por encima de 30 W /m·K a temperaturas de funcionamiento puede mejorar significativamente el rendimiento del moho.
Propiedades de formación y procesamiento
Para cumplir con los requisitos de fabricación y formación, Hot Work Die Steel debe ofrecer una excelente maquinabilidad y formabilidad. Los aceros con una calificación de maquinabilidad superior al 60% en comparación con las referencias estándar aseguran una producción eficiente de moho sin comprometer la calidad.
Hot Work Die Steel es indispensable en varias industrias de alta demanda debido a sus propiedades excepcionales que resisten condiciones de operación extremas. Aquí hay algunas áreas clave de aplicación:
Forjear muere: Utilizado en la producción de componentes críticos como cigüeñales, bielas y engranajes. La alta dureza y la estabilidad térmica del trabajo en caliente acero se aseguran de que estos componentes puedan fabricarse para cumplir con las especificaciones precisas al tiempo que mantienen la durabilidad bajo estrés mecánico intenso.
Moldes que se casan con troquel: Esencial para fundir bloques de motor, carcasas de transmisión y otras piezas intrincadas que requieren alta precisión y excelente acabado superficial. La resistencia al desgaste superior y la tolerancia al calor del trabajo en caliente mueren acero extienden la vida útil de estos moldes, reduciendo los costos de mantenimiento y el tiempo de inactividad.
Forjeo de precisión: Utilizado en la fabricación de componentes de alta resistencia y livianos, como cuchillas de turbina y piezas estructurales. La alta enduribilidad y la resistencia a la fatiga térmica del trabajo en caliente mueren acero aseguran un rendimiento constante en las condiciones exigentes de aplicaciones aeroespaciales, donde la confiabilidad y la seguridad son primordiales.
Extrusión muere: Empleado en la producción de perfiles complejos para marcos de aviones y otros elementos estructurales. La excelente conductividad térmica y resistencia al ciclo térmico del trabajo en caliente muere el acero mejoran la eficiencia y la calidad del proceso de extrusión.
Moldes de extrusión en caliente: Se utiliza para crear componentes de acero de alta resistencia para edificios y proyectos de infraestructura. La resistencia y la resistencia al desgaste del trabajo en caliente die acero lo hacen ideal para moldes que deben soportar el estrés repetitivo de los procesos de extrusión.
Forjando moldes para maquinaria pesada: Crítico en las piezas de fabricación para equipos de construcción, como excavadoras, grúas y excavadoras. La alta resistencia y la resistencia al impacto del trabajo en caliente, el acero se asegura de que estos mohos puedan producir componentes que soporten cargas pesadas y entornos operativos duros.
Dies de forjado caliente: Esencial para producir herramientas y troqueles de alto rendimiento utilizados en varios procesos de fabricación. La estabilidad térmica superior y la dureza del trabajo en caliente mueren acero aseguran que estas herramientas mantengan su precisión y efectividad durante períodos prolongados de uso.
Presione Forging Dies: Utilizado en la creación de piezas grandes y complejas con alta precisión. La excelente resistencia a la fatiga térmica del trabajo en caliente acero evita una falla prematura, asegurando la productividad y rentabilidad a largo plazo.
Moldes para componentes de turbina: Utilizado en la producción de piezas para equipos de generación de energía, incluidas las turbinas de gas y vapor. La resistencia a la alta temperatura y la durabilidad del trabajo en caliente es crucial para garantizar que estos mohos puedan funcionar de manera efectiva en las condiciones extremas de producción de energía.
| Acero de molde de trabajo caliente | ||||||||||||
| NO. | Calificación | Composición química (fracción de masa) / % | ||||||||||
| C | Si | Minnesota | P | S | CR | W | Mes | V | Alabama | Otros | ||
| ≤ | ||||||||||||
| 1 | 5crmnmo | 0.50~
0.60 |
0.25~
0.60 |
1.20~
1.60 |
0.030 | 0.030 | 0.60~
0.90 |
0.15~
0.30 |
NI
1.40~ 1.80 |
|||
| 2 | 5crnimo | 0.50~
0.60 |
≤0.40 | 0.50~
0.80 |
0.030 | 0.030 | 0.50~
0.80 |
0.15~
0.30 |
||||
| 3 | 3CR2W8V | 0.30~
0.40 |
≤0.40 | ≤0.40 | 0.030 | 0.030 | 2.20~
2.70 |
7.50~
9.00 |
0.20~
0.50 |
|||
| 4 | 5CR4MO3SIMNVAI | 0.47~
0.57 |
0.80~
1.10 |
0.80~
1.10 |
0.030 | 0.030 | 3.80~
4.30 |
2.80~
3.40 |
0.80~
1.20 |
0.30~
0.70 |
||
| 5 | 3CR3MO3W2V | 0.32~
0.42 |
0.60~
0.90 |
≤0.65 | 0.030 | 0.030 | 2.80~
3.30 |
1.20
1.80 |
2.50~
3.00 |
0.80~
1.20 |
||
| 6 | 5CR4W5MO2V | 0.40~
0.50 |
≤0.40 | ≤0.40 | 0.030 | 0.030 | 3.40~
4.40 |
4.50~
5.30 |
1.50~
2.10 |
0.70~
1.10 |
||
| 7 | 8CR3 | 0.75~
0.85 |
≤0.40 | ≤0.40 | 0.030 | 0.030 | 3.20~
3.80 |
|||||
| 8 | 4crmnsimov | 0.35 ~ j
0.45 |
0.80~
1.10 |
0.80~
1.10 |
0.030 | 0.030 | 1.30~
1.50 |
0.40~
0.60 |
0.20~
0.40 |
|||
| 9 | 4CR3MO3SIY | 0.35~
0.45 |
0.80~
1.20 |
0.25~
0.70 |
0.030 | 0.030 | 3.00~
3.75 |
2.00~
3.00 |
0.25~
0.75 |
|||
| 10 | 4CR5MOSIV | 0.33~
0.43 |
0.80~
1.20 |
0.20~
0.50 |
0.030 | 0.030 | 4.75~
5.50 |
1.10~
1.60 |
0.30~
0.60 |
|||
| 11 | 4CR5MOSIV1 | 0.32~
0.45 |
0.80~
1.20 |
0.20~
0.50 |
0.030 | 0.030 | 4.75~
5.50 |
1.10~
1.75 |
0.80~
1.20 |
|||
| 12 | 4CR5W2VSI | 0.32~
0.42 |
0.80~
1.20 |
≤0.40 | 0.030 | 0.030 | 4.50~
5.50 |
1.60~
2.40 |
0.60~
1.00 |
|||
| Acero de molde de trabajo caliente | |||||
| NO. | GB | ISO | ASTM | JIS | DIN |
| 1 | 5crnimo | 4957 (40crnimo) | L6 | SKT4 | 1.2713 (40crnimo86) |
| 2 | 3CR2W8V | X40CRWMOV5-1 | H12 | SKD6 | 1.2581 (X30WCRV9-3) |
| 3 | 4CR3MO3SIV | H10 | |||
| 4 | 4CR5MOSIV | 4957 (x37CRMOV5-1) | H11 | SKD61 | 1.2344 (x40crmov5-1) |
| 5 | 4CR5MOSIV1 | 4957 (x37CRMOV5-1) | H13 | SKD61 | 1.2344 (x40crmov5-1) |
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