Prednosti H13 orodnega jekla, izdelanega po postopku ESR

Za visokokakovostna orodna jekla jeklarne navadno uporabljajo postopke taljenja, kot so rafiniranje peči, vakuumska obdelava, vakuumsko taljenje, brizganje prahu in ponovno taljenje elektro žlindre, da se zmanjša vsebnost škodljivih elementov, kot so kisik, vodik in vključki v jeklu. Vroče delujoč AISI H13 orodje jeklo ponuja visoko utrjenost, odlično odpornost proti obrabi in vročo žilavost, pogosto se uporablja pri vijakih za vroče kovanje, orodjih za litje pod tlakom, orodjih za ekstrudiranje, rezilih z vročim striženjem, rezkalnih matricah, plastičnem kalupu in matrikih za litje iz aluminijeve zlitine.

Skupne metode taljenja orodnega jekla AISI H13 vključujejo taljenje električne peči + pretaljevanje elektroslage, rafiniranje zajemalke (LF) in taljenje električne peči + vakuumsko odplinjevanje (VD). Kot že ime pove, je jeklo iz električne peči jeklo, ki ga izdelujejo peči, vključno s pečjo za rafiniranje lonca tipa VD, vakuumsko indukcijsko pečjo in električno obločno pečjo itd. Postopek pretaljevanja z elektroslagami (ESR) lahko učinkovito izboljša nizko mikrostrukturo in zgostitev jekla ter izboljša izotropija matrice. Načelo ESR je: ko porabna elektroda, žlindra in spodnji rezervoar za vodo tvorijo dovodno zanko s transformatorjem skozi kratko mrežo, se iz tekočine pošlje tok skozi tekočo žlindro. Ker je odpornost na žlindro v napajalnem vezju sorazmerno velika, se v bazenu žlindre ustvari velika količina toplote, zaradi česar je v staljenem stanju visoke temperature. Temperatura bazena žlindre je veliko višja od tališča kovine, ki postopoma segreje konec potrošne elektrode in jo stopi. Staljena kovina pade s konca elektrode in pod gravitacijo vstopi v bazen staljene kovine. Zaradi prisilnega hlajenja vodno hlajenega kristalizatorja tekoča kovina postopoma tvori ingote.

Postopek taljenja z elektroslagami lahko učinkovito nadzoruje čistočo in enakomernost mikrostrukture jekla H13, kar je pomemben člen pri proizvodnji visokokakovostnega jekla H13. Relativno gledano so stroški taljenja v električni peči nizki in takšne metode rafiniranja, kot je paket LF + VD, lahko proizvedejo tudi jeklo H13 z nizko vsebnostjo S in P (≤0.003% S, ≤0.015% P). Razen nekaterih naprednih specialnih jeklarn ima jeklo H13, proizvedeno s taljenjem v električnih pečeh, nizko prečno žilavost in ne more izpolnjevati standarda NADCA 207-2003 "Severnoameriško združenje za tlačno ulivanje H13 mikrostrukturna lestvica". V primerjavi z elektroslačnim jeklom H13 ima peči H13 predvsem naslednje napake:

1. Slaba gostota in nizka čistost;
2. Močna segregacija pasov in neenakomerna struktura žarjenja;
3. Po kaljenju in kaljenju je veliko tekočih karbidov ostalo nespremenjenih; Pri udarnem testu je kraj, kjer se nabira verižni tekoči karbid, zlahka razpokan, zlom pa so značilne vodoravne proge in majhna žilavost.

Rezultati preizkusa jeklarne: Orodje jeklo ESR H13 ima večjo homogenost in izjemno fino strukturo, kar ima za posledico izboljšano obdelovalnost, poliranje in natezno trdnost pri visoki temperaturi. Prečna udarna žilavost jekla EAF H13 je enaka le 31% vzdolžne, medtem ko je prečna udarna žilavost jekla ESR H13 enakovredna 70% vzdolžne. Za orodna jekla s posebnimi zahtevami lahko praškasta hitrostna jekla in visoko legirana jekla, izdelana po metalurgiji v prahu, izboljšajo mikrostrukturo in lastnosti jekel.