فولاذ أدوات العمل الساخن H13

فولاذ H13

مقارنة بين درجات الفولاذ H13 ومقارنة التركيب الكيميائي

طلب

يستخدم فولاذ H13 بشكل أساسي في تصنيع قوالب صب سبائك الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم، والتي يمكنها تحمل الصدمات المتكررة من المعادن المنصهرة ذات درجة الحرارة العالية وإطالة عمر القالب بشكل فعال بفضل مقاومته للإجهاد الحراري.

في مجال قوالب التشكيل الساخن لقطع غيار السيارات، يُستخدم فولاذ H13 في تصنيع قوالب تشكيل أعمدة المرفق، وقضبان التوصيل، وغيرها من المشغولات المطروقة. وتتمتع هذه المادة بقوة تحمل عالية في درجات الحرارة المرتفعة، مما يجعلها قادرة على تحمل ظروف التشكيل الشاقة.

تُعد قوالب البثق الساخن المصنوعة من سبائك النحاس وسبائك التيتانيوم مناسبة أيضًا لصلب H13، وخاصةً أنها تُظهر قدرة ممتازة على مقاومة التليين في عملية بثق أنابيب ومقاطع السبائك ذات درجات الحرارة العالية.

بالنسبة لقوالب الحقن ذات الأسطح شديدة اللمعان، مثل العدسات البصرية والأغلفة الإلكترونية، يمكن أن يلبي فولاذ H13 متطلبات النعومة للأجزاء البلاستيكية الدقيقة بعد التلميع المرآوي.

أدوات القطع الساخنة الصناعية مصنوعة من فولاذ H13، مما يضمن استقرار القطع في درجات الحرارة العالية نظرًا لصلابته العالية في درجات الحرارة العالية ومقاومته للتآكل.

تعتمد قوالب التشكيل الدقيق المصنوعة من سبائك التيتانيوم المستخدمة في صناعة الطيران على صلابة ومقاومة الزحف لصلب H13 للتكيف مع بيئة درجات الحرارة العالية والضغط العالي لتشوه السبائك الفائقة.

في سيناريو المكونات الأساسية لآلات بثق البلاستيك، يتم استخدام فولاذ H13 للمكونات المقاومة للتآكل مثل البراغي والفوهات، وهو مقاوم لتآكل البلاستيك في درجات الحرارة العالية.

يُعد الفولاذ H13 أيضًا مادة مثالية لملحقات القوالب مثل القضبان العلوية والقنوات، كما أن الفولاذ المسحوب على البارد صغير الحجم له متطلبات القوة ومقاومة التآكل.

خصائص فولاذ H13

يُعرف فولاذ H13 بقابليته العالية للتصلب وتوازنه المثالي بين المتانة والصلابة. وبفضل التأثير التآزري لمحتوى الكروم بنسبة 5% وسبائك الموليبدينوم والفاناديوم، يحقق هذا الفولاذ توزيعًا متجانسًا للصلابة في المقاطع الكبيرة، بالإضافة إلى متانة ثابتة للصدمات تصل إلى 60 جول. تجعل خصائص فولاذ H13 منه المادة المفضلة لقوالب الصب وقوالب التشكيل على الساخن، وهو مناسب بشكل خاص لظروف العمل التي تتطلب تحمل الصدمات الميكانيكية الشديدة.

تُعدّ مقاومة التصدّع الحراري لصلب H13 الميزة الأساسية، إذ تسمح بتبريد القالب مباشرةً بالماء دون تصدّع عند درجات حرارة الألومنيوم السائل التي تصل إلى 700 درجة مئوية، وذلك بفضل شبكة الكربيد المستقرة التي يُشكّلها نظام سبيكة الكروم-الموليبدينوم-الفاناديوم. يُمكن للتطبيق العملي لصلب H13 أن يزيد من عمر خدمة قوالب الضغط بأكثر من 30%، مما يُقلّل بشكلٍ كبير من خطر تشققات الإجهاد الحراري.

يتميز فولاذ H13 بمقاومة متوسطة للتآكل، حيث تتراوح صلابته الأساسية بين 42 و52 هيئة حقوق الإنسان. ويمكن زيادة صلابة سطحه إلى 1100 الجهد العالي من خلال عملية النتردة الأيونية عند درجات حرارة منخفضة، ولكن يجب التحكم في عمق طبقة النتردة بحيث لا يتجاوز 0.2 مم لتجنب انخفاض مقاومة التشققات الحرارية. وتعتمد آلية تآكل فولاذ H13 بشكل أساسي على التآكل الالتصاقي، بينما يتفاقم التآكل التأكسدي عند درجات الحرارة العالية.

تُعدّ درجة حرارة 540 درجة مئوية نقطةً حرجةً لاستقرار فولاذ H13 الحراري. بعد تجاوز هذه الدرجة، تنخفض صلابته بشكلٍ كبير، لتصل إلى 300 وحدة فيكرز فقط عند 600 درجة مئوية. لذا، تتطلب ظروف درجات الحرارة العالية استخدام نظام تبريد. تصل قدرة تحمل فولاذ H13 القصوى على المدى القصير إلى 650 درجة مئوية، مما يجعله مناسبًا للتشكيل الساخن قصير المدى لسبائك التيتانيوم.

تتميز عملية المعالجة الحرارية لصلب H13 بحساسية منخفضة، ويمكن الحصول على خصائص مثالية عن طريق التبريد السريع بالزيت عند درجة حرارة 1020-1050 درجة مئوية والتطبيع المزدوج (530-560 درجة مئوية لمدة ساعتين)، مع التحكم في معدل التشوه بنسبة لا تتجاوز 0.05%. ويُذكر أن صلب H13 يتميز بتأثير التصليد الثانوي المحدود، حيث تقل صلابته القصوى بعد التطبيع بمقدار 3-5 هيئة حقوق الإنسان عن صلابة صلب SKD61.

يُظهر أداء معالجة فولاذ H13 استقطابًا، حيث يتمتع بقابلية تشغيل ممتازة في الحالة المُلدّنة (≤ 229HB)، ولكن في الحالة المُقسّاة (≥ 54HRC)، يجب استخدام أدوات قطع سي بي إن للمعالجة. يحتاج فولاذ H13 إلى الخضوع لعملية تلدين تدريجية من 860 درجة مئوية إلى 760 درجة مئوية بعد التشكيل لإزالة الإجهاد، وإلا فإنه عرضة لظهور تشققات دقيقة أثناء التشغيل.

يُستخدم فولاذ H13 بشكل رئيسي في أربعة تطبيقات أساسية: قوالب صب سبائك الألومنيوم (بنسبة 60%)، وقوالب التشكيل الدقيق لسبائك التيتانيوم (بنسبة 20%)، وأدوات القطع بالقص الساخن (بنسبة 15%)، وقوالب الحقن عالية الجودة (بنسبة 5%). ويمكن أن يصل العمر الافتراضي لقوالب الصب إلى أكثر من 100000 دورة.

الخصائص الفيزيائية

الخواص الميكانيكية