Zalety stali narzędziowej H13 wykonanej w procesie ESR

W przypadku wysokiej jakości stali narzędziowej huty zwykle stosują procesy wytopu, takie jak rafinacja pieca, obróbka próżniowa, wytapianie próżniowe, natryskiwanie proszkowe i ponowne topienie żużla elektrycznego w celu zmniejszenia zawartości szkodliwych pierwiastków, takich jak tlen, wodór i wtrącenia w stali. Pracujący na gorąco Stal narzędziowa AISI H13 oferuje wysoką hartowność, doskonałą odporność na ścieranie i wytrzymałość na gorąco, jest szeroko stosowany w matrycach do kucia na gorąco, narzędziach do odlewania matryc, narzędziach do wytłaczania, ostrzach do cięcia na gorąco, matrycach do tłoczenia, formach z tworzyw sztucznych i matrycach do odlewania stopów aluminium.

Powszechne metody wytapiania stali narzędziowej AISI H13 obejmują wytapianie w piecu elektrycznym + przetapianie elektrożużlowe, rafinację kadzi (LF) oraz wytapianie w piecu elektrycznym + odgazowanie próżniowe (VD). Jak sama nazwa wskazuje, stal pieca elektrycznego jest stalą wytwarzaną przez piec, w tym piec do rafinacji kadzi typu VD, próżniowy piec indukcyjny i elektryczny piec łukowy itp. Proces przetapiania elektrożużlowego (ESR) może skutecznie poprawić niską mikrostrukturę i zagęszczenie stali oraz poprawić izotropia stali matrycowej. Zasada ESR polega na tym, że gdy elektroda topliwa, żużel i zbiornik wody dennej tworzą pętlę zasilającą z transformatorem przez krótką sieć, prąd jest przesyłany z transformatora przez ciekły żużel. Ponieważ opór żużla w obwodzie zasilania jest stosunkowo duży, w jeziorku żużlowym generowana jest duża ilość ciepła, co powoduje, że jest on w stanie stopionym o wysokiej temperaturze. Temperatura jeziorka żużlowego jest znacznie wyższa niż temperatura topnienia metalu, co powoduje stopniowe podgrzewanie końcówki elektrody topliwej i jej topienie. Roztopiony metal spada z końca elektrody i pod wpływem siły ciężkości wchodzi do jeziorka stopionego metalu. W wyniku wymuszonego chłodzenia chłodzonego wodą krystalizatora ciekły metal stopniowo tworzy wlewek.

Proces wytapiania elektrożużlowego pozwala skutecznie kontrolować czystość i jednorodność mikrostruktury stali H13, która jest ważnym ogniwem w produkcji wysokiej jakości stali H13. Stosunkowo koszt wytopu w piecu elektrycznym jest niski, a takie metody uszlachetniania jak pakiet LF + VD pozwalają również na produkcję stali H13 o niskiej zawartości S i P (≤0.003% S, ≤0.015% P). Z wyjątkiem niektórych zaawansowanych hut stali specjalnej, stal H13 wytwarzana przez wytapianie w piecu elektrycznym ma niską wytrzymałość poprzeczną i nie może spełniać normy NADCA 207-2003 „wykresu oceny mikrostruktury H13 stowarzyszenia północnoamerykańskiego odlewnictwa ciśnieniowego”. W porównaniu ze stalą elektrożużlową H13 stal piecowa H13 ma głównie następujące wady:

1. Niska gęstość i niska czystość;
2. Poważna segregacja pasmowa wyżarzania i nierówna struktura wyżarzania;
3. Po hartowaniu i odpuszczaniu wiele ciekłych węglików pozostało niezmienionych; W próbie udarności miejsce, w którym gromadzi się ciekły węglik podobny do łańcucha, jest łatwe do złamania, a pęknięcie charakteryzuje się poziomymi smugami i niską wytrzymałością.

Wyniki testu w hucie: Stal narzędziowa ESR H13 ma większą jednorodność i wyjątkowo drobną strukturę, co poprawia skrawalność, polerowalność i wytrzymałość na rozciąganie w wysokiej temperaturze. Odporność na uderzenia poprzeczne stali EAF H13 jest równoważna tylko 31% wzdłużnej, podczas gdy wytrzymałość na uderzenia poprzeczne stali ESR H13 jest równoważna 70% wzdłużnej. W przypadku stali narzędziowych o specjalnych wymaganiach proszkowe stale szybkotnące i wysokostopowe stale matrycowe wytwarzane w procesie metalurgii proszków mogą lepiej poprawić mikrostrukturę i właściwości stali.