Poudre d'acier à outils H13

La poudre d'acier à outils H13 est une qualité de poudre d'acier à outils incroyablement polyvalente et durable, couramment utilisée pour fabriquer des outils pour les processus de travail à chaud. Cet article donne un aperçu complet de la métallurgie des poudres H13, y compris la composition, les propriétés, le traitement, les spécifications, les applications, les avantages/inconvénients et les fournisseurs.

Vue d'ensemble

La poudre d'acier à outils H13 est un acier allié polyvalent au chrome, au molybdène et au vanadium qui possède d'excellentes propriétés de résistance aux chocs thermiques et à la fatigue thermique. Il présente également une bonne ductilité dans les applications de travail à chaud, une trempabilité élevée et une résistance exceptionnelle.

Le H13 résiste au ramollissement à des températures allant jusqu'à 540°C (1000°F), ce qui en fait un choix exceptionnel pour la fabrication d'outils qui résisteront aux rigueurs associées au moulage sous pression de l'aluminium, aux matrices de forgeage, aux outils d'extrusion, etc.

Lorsqu'elle est fabriquée à l'aide de techniques de métallurgie des poudres, la poudre H13 offre des propriétés globales améliorées par rapport à l'acier à outils H13 produit de manière conventionnelle. Les principaux avantages sont les suivants

• Microstructure fine et homogène
• Absence de ségrégation
• Propriétés mécaniques supérieures
• Meilleur contrôle dimensionnel
• Pénétration d'une dureté plus élevée
• Excellente aptitude au polissage

Composition

L'acier à outils H13 est considéré comme un acier à outils chromé pour le travail à chaud. Voici un aperçu de sa composition chimique en pourcentage de poids :

La combinaison des carbures de chrome, de molybdène et de vanadium dans la microstructure confère au H13 une excellente résistance à l'usure à des températures élevées allant jusqu'à 1000°F.

Propriétés

Voici un aperçu des principales propriétés physiques et mécaniques de la poudre d'acier à outils H13 :

Propriétés physiques

• Densité : 7,3 g/cm3
• Point de fusion : 1530°C (2785°F)

Propriétés mécaniques

• Résistance à la traction :
  • Recuit : 131 000 psi (900 MPa)
  • Trempé et revenu : 300 000 psi (2070 MPa)
• Limite d'élasticité :
  • Recuit : 525 MPa (76 000 psi)
  • Trempé et revenu : 262 000 psi (1800 MPa)
• Élongation : 8%
• Réduction de la surface : 35%
• Dureté :
  • Recuit : 217 HB
  • Trempé et revenu : 54 HRC

Ces propriétés font du H13 un choix exceptionnel pour les matrices et les outils de travail à chaud. Il conserve une résistance et une dureté élevées à des températures élevées.

Traitement

L'acier à outils H13 est disponible sous forme de barres conventionnelles et de poudres métallurgiques, ainsi que sous forme de poudres standard pour les techniques de fabrication additive.

Voici un aperçu de la manière dont la poudre H13 est fabriquée et traitée pour créer des matrices, des outils et des composants :

1. Atomisation

La fusion par induction sous vide est utilisée pour créer une forme liquide de H13 qui est ensuite atomisée en fines poudres sphériques. Les tailles de poudres courantes vont de 10 μm à 45 μm.

2. Le compactage

Les poudres H13 sont compactées dans une matrice à l'aide de presses délivrant jusqu'à 100 tonnes de pression. Il en résulte un compact vert et dense prêt à être fritté.

3. Frittage

Les compacts verts sont cuits à des températures comprises entre 1175 et 1260°C (2150 et 2300°F). Cela permet de fusionner les particules d'acier et de créer des pièces en acier à outils H13 d'une densité >90%.

4. Traitement thermique

Comme l'acier à outils H13 corroyé, l'acier H13 à métallurgie des poudres subit un recuit, une trempe et un revenu pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées.

5. Finition

Les produits frittés H13 sont usinés, rectifiés et polis selon les tolérances finales à l'aide de techniques conventionnelles ou par électroérosion.

Un traitement thermique et une finition appropriés garantissent la compatibilité des pièces avec les alliages d'aluminium, de zinc, de plomb, d'étain, de cuivre, de fer, de nickel et de titane couramment utilisés dans les applications de travail à chaud.

Spécifications

Les produits en poudre d'acier à outils H13 sont fabriqués pour répondre à diverses classifications :

• ASTMA681
• ISO 4957 X40CrMoV5-1
• DIN 1.2344

Les gammes de tailles typiques sont les suivantes

Applications

Voici quelques-unes des applications courantes qui exploitent les propriétés uniques de la poudre d'acier à outils H13 :

Outillage de travail à chaud

• Moulage sous pression d'aluminium
• Matrices de forgeage
• Outillage d'extrusion

Outillage pour moules en plastique

• Moules d'injection
• Moules de soufflage
• Formage sous vide

Traitement à haute température

• Manipulation de matières en fusion
• Maintien de l'énergie thermique

L'acier à outils en poudre H13 s'avère très efficace pour tous les outils, matrices ou composants devant résister à l'environnement extrême à l'intérieur des machines et équipements de travail à chaud.

Poudre H13 vs acier à outils coulé H13

Il existe quelques différences essentielles entre le H13 produit à l'aide de méthodes de moulage conventionnelles et le H13 fabriqué à l'aide de techniques de métallurgie des poudres :

La cohérence et la régularité moléculaires des poudres d'acier H13 permettent d'obtenir des propriétés mécaniques globales supérieures. Par conséquent, l'acier à outils H13 à base de poudre offre de meilleures performances et une durée de vie plus longue que les produits moulés pour l'outillage.

Fournisseurs

Voici un tableau présentant quelques-uns des principaux fournisseurs mondiaux proposant des produits en poudre d'acier à outils H13 :

Prix de la poudre d'acier à outils H13

Le prix de la poudre d'acier à outils H13 varie considérablement en fonction du type de poudre :

• Fournisseur
• Volume des commandes
• Délais d'exécution
• Personnalisation
• Qualité du produit
• Services supplémentaires à valeur ajoutée

Ceci dit, voici un aperçu des fourchettes de prix :

N'oubliez pas que les coûts peuvent fluctuer dans le temps en raison de l'évolution des prix des matières premières, de la demande et des conditions générales du marché. Veillez à demander des devis formels à des fins de planification budgétaire.

FAQ

Q : Quelle est la différence entre les nuances d'acier à outils H11, H12, H13 et H14 ?

R : Les principales différences sont liées à la composition chimique, ce qui se traduit par des différences de résistance à la chaleur et à l'usure. Le H13 offre un bon équilibre entre la ténacité, la dureté et les propriétés thermiques pour la plupart des besoins de travail à chaud.

Q : Peut-on imprimer en 3D avec de la poudre d'acier à outils H13 ?

R : Oui, le H13 peut être facilement soudé à l'aide de techniques additives de fusion laser sur lit de poudre et de jet de liant pour fabriquer des géométries complexes impossibles à réaliser avec les méthodes conventionnelles.

Q : L'acier à outils H13 en poudre résiste-t-il à la corrosion ?

A:L'acier à outils H13 est connu pour sa résistance et sa dureté impressionnantes, c'est pourquoi il est souvent utilisé dans des applications soumises à de fortes contraintes comme le moulage par injection et le moulage sous pression. Toutefois, en ce qui concerne la résistance à la corrosion, l'acier H13 n'est pas particulièrement remarquable. Il n'est pas aussi vulnérable que d'autres aciers, mais il n'est pas non plus très résistant.