Ein umfassender Leitfaden für H13-Pulver
H13-Pulver ist ein Hochleistungswerkzeugstahlpulver, das sich durch außergewöhnliche Festigkeit, Zähigkeit und Hitzebeständigkeit auszeichnet. Er gehört zur Familie der Chrom-Warmarbeitsstähle, die sich durch ihre Fähigkeit auszeichnen, hohen Temperaturen und mechanischen Beanspruchungen standzuhalten. Die Pulverform von H13 ermöglicht präzise und effiziente Fertigungsprozesse und ist daher in verschiedenen Branchen sehr beliebt.
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Inhaltsübersicht
Überblick über H13-Pulver
H13 ist ein vielseitiger Chrom-Molybdän-Vanadium-Warmarbeitsstahl, der eine sehr gute Beständigkeit gegen thermische Ermüdungsrisse und Verschleißfestigkeit aufweist. Er weist eine hohe Härteerhaltung bei erhöhten Temperaturen auf und eignet sich daher für Werkzeuge und Matrizen, die in der Warmumformung, beim Schmieden und bei Gussanwendungen eingesetzt werden.
Zu den wichtigsten Eigenschaften von H13-Pulver gehören:
- Ausgezeichnete Warmhärte und thermische Ermüdungsbeständigkeit
- Gute Verschleißfestigkeit und Zähigkeit
- Hohe Härtbarkeit zur Erhöhung der Härte durch Wärmebehandlung
- Ausgezeichnete Bearbeitbarkeit im geglühten Zustand
- Kann auf eine feine Oberfläche poliert werden
- Erhältlich in verschiedenen Größenbereichen und Morphologien
H13-Pulver wird zur Herstellung von Warmarbeitswerkzeugen verwendet, die in verschiedenen Industriezweigen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, dem Bergbau, dem Druckguss usw. benötigt werden. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Überblick über H13-Pulver.
Chemische Zusammensetzung von H13-Pulver
Die typische chemische Zusammensetzung von H13-Pulver ist:
| Element | Gewicht % |
|---|---|
| Eisen (Fe) | Bilanz |
| Chrom (Cr) | 4.75-5.5% |
| Molybdän (Mo) | 1.1-1.75% |
| Vanadium (V) | 0.8-1.2% |
| Mangan (Mn) | 0.2-0.6% |
| Silizium (Si) | 0.8-1.2% |
| Kohlenstoff (C) | 0.32-0.45% |
Die wichtigsten Legierungselemente wie Chrom, Molybdän und Vanadium sorgen durch die Bildung stabiler Karbide für eine hervorragende Hitzebeständigkeit.
Eigenschaften von H13-Pulver
H13-Pulver hat die folgenden Eigenschaften:
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| Dichte | 7,3 g/cm3 |
| Schmelzpunkt | 1420-1460°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 24 W/mK |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 0,55 μΩ.cm |
| Elastizitätsmodul | 200 GPa |
| Querkontraktionszahl | 0.29-0.30 |
| Zugfestigkeit | 1900 MPa |
| Streckgrenze | 1650 MPa |
| Dehnung | 8-9% |
| Härte | 46-52 HRC |
H13 behält seine Härte, Festigkeit und thermische Ermüdungsbeständigkeit bis zu 600°C bei und ist damit die ideale Wahl für Warmarbeitsanwendungen im Werkzeug- und Formenbau.
Herstellungsverfahren für H13-Pulver
Zu den gängigen Herstellungsverfahren für H13-Pulver gehören:
- Gaszerstäubung - Hochdruck-Inertgas zur Zerstäubung der geschmolzenen H13-Legierung, wodurch feine kugelförmige Pulver mit kontrollierter Größenverteilung entstehen.
- Wasserzerstäubung - Ein Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahl trifft auf den geschmolzenen Metallstrom und zerlegt ihn in feine, unregelmäßige Pulver. Geringere Kosten, aber höhere Sauerstoffaufnahme.
- Mechanisches Legieren - Kugelmahlung von Eisen- und Legierungspulver mit anschließender Sinterung und Sekundärverdüsung.
Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über Partikeleigenschaften wie Größe, Form und Mikrosauberkeit.
Anwendungen von H13-Pulver
Typische Anwendungen von H13-Pulver sind:
- Additive Fertigung - Wird beim Laser-Pulverbettschmelzen und Bindemittelstrahlen zur Herstellung von Warmarbeitseinsätzen, Matrizen, Blasformen usw. verwendet.
- Thermische Spritzschichten - Aufgetragen mit Draht-/Pulver-Lichtbogenspritzverfahren, um verschleißfeste und hitzebeständige Beschichtungen zu erhalten.
- Metall-Spritzgießen - Zur Herstellung kleiner, komplexer Warmarbeitsteile mit engen Toleranzen wie Schmiedegesenke.
- Pulvermetallurgie - Press- und Sinterverfahren zur kostengünstigen Herstellung von Warmumformwerkzeugen und Matrizen.
- Schweißzusatzwerkstoff - Wird als Fülldraht verwendet und bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen Hitze und Verschleiß im geschweißten Bauteil.
Spezifikationen von H13-Pulver
H13-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen und Qualitäten erhältlich, darunter:
- Partikelgröße: Von 10-45 Mikron für AM-Verfahren, bis zu 150 Mikron für thermische Spritzverfahren.
- Morphologie: Sphärische, unregelmäßige und gemischte Partikelformen. Glattes, kugelförmiges Pulver sorgt für optimalen Fluss.
- Noten: Entspricht AISI, DIN, ASTM und anderen gleichwertigen Normen. Auch Sonderlegierungen sind erhältlich.
- Reinheit: Sauerstoffgehalt von 100-2000 ppm je nach Herstellungsverfahren. Niedrigere Sauerstoffgehalte bieten eine bessere Leistung.
Globale Lieferanten von H13-Pulver
Einige der wichtigsten Lieferanten von H13-Pulver sind:
- Sandvik Osprey (UK)
- Erasteel (Frankreich)
- HC Stark (Deutschland)
- Dura-Bar Metall Dienstleistungen (USA)
- Tekna Advanced Materials (Kanada)
- CNPC-Pulver-Gruppe (China)
Diese Unternehmen stellen H13-Pulver mit verschiedenen Zerstäubungstechniken und kundenspezifischen Legierungen her, die für bestimmte Anwendungen im Warmarbeitswerkzeugbau in verschiedenen Branchen maßgeschneidert sind.
Preisgestaltung von H13-Pulver
Der Preis für H13-Pulver hängt von mehreren Faktoren ab:
- Reinheitsgrade
- Partikelgröße und Morphologie
- Verfahren zur Herstellung des Pulvers
- Auftragsvolumen
- Zusätzliche Verarbeitung
- Lieferant und geografischer Standort
| Klasse | Preisspanne |
|---|---|
| Kommerziell | $15-25 pro kg |
| Hohe Reinheit | $25-50 pro kg |
| Ultrafeine | $50-120 pro kg |
| Besondere Note | $120-250 pro kg |
Für gaszerstäubte und hochreine Qualitäten werden wesentlich höhere Preise verlangt als für handelsübliches H13-Pulver. Kleinere Mengen sind auch teurer.
Lagerung und Handhabung von H13-Pulver
H13-Pulver erfordert die folgende kontrollierte Lagerung und Handhabung:
- In verschlossenen Behältern unter Feuchtigkeitskontrolle lagern, um Oxidation zu vermeiden
- Vermeiden Sie die Ansammlung von feinem Pulver, um die Gefahr einer Staubexplosion zu minimieren.
- Ordnungsgemäße Erdung und PSA beim Umgang mit Pulver verwenden
- Vermeiden Sie den Kontakt mit Funken, Flammen oder Zündquellen
- Befolgen Sie die empfohlenen Sicherheitspraktiken aus dem SDS des Lieferanten.
Für die Handhabung von reaktiven Legierungspulvern wie H13 werden bevorzugt Inertgas-Handschuhboxen verwendet.
Inspektion und Prüfung von H13-Pulver
Die wichtigsten Tests zur Qualitätskontrolle von H13-Pulver:
- Chemische Analyse mittels OES oder XRF zur Sicherstellung der korrekten Zusammensetzung
- Partikelgrößenverteilung gemäß ASTM B822 Standard
- Morphologische Analyse durch SEM-Bildgebung
- Pulverflussrate gemessen nach ASTM B213 Standard
- Dichtebestimmung durch Helium-Pyknometrie
- Prüfung auf Verunreinigungen mittels ICP-MS
- Charakterisierung des Mikrogefüges durch Röntgenbeugung
Gründliche Tests gewährleisten eine einheitliche Chemie, physikalische Eigenschaften und eine für die Anwendungsanforderungen geeignete Mikrostruktur.
Vergleich zwischen H13- und D2-Werkzeugstahlpulvern
H13 und D2 sind zwei Werkzeugstahlpulver im Vergleich:
| Parameter | H13 | D2 |
|---|---|---|
| Typ | Warmarbeitsstahl | Kaltarbeitsstahl |
| Cr-Gehalt | 4.75-5.5% | 11-13% |
| V Inhalt | 0.8-1.2% | 0.7-1.2% |
| Hitzebeständigkeit | Ausgezeichnet | Gut |
| Abriebfestigkeit | Sehr gut | Ausgezeichnet |
| Zähigkeit | Höher | Unter |
| Kosten | Unter | Höher |
H13 ist resistent gegen Hitze und thermische Ermüdungsrisse, während D2 eine sehr hohe Verschleißfestigkeit aufweist. H13 bietet eine bessere Zähigkeit und niedrigere Kosten.
FAQs zu H13-Pulver
F: Wie wird H13-Werkzeugstahlpulver hergestellt?
A: H13-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung und mechanisches Legieren mit anschließender Sinterung hergestellt. Die Gasverdüsung bietet die beste Kontrolle über die Pulvereigenschaften.
F: Was sind die Hauptanwendungen von H13-Pulver?
A: Zu den wichtigsten Anwendungen von H13-Pulver gehören die additive Fertigung, thermische Spritzbeschichtungen, Metall-Spritzguss und pulvermetallurgische Warmarbeitswerkzeuge, die eine ausgezeichnete Hitze- und Verschleißbeständigkeit erfordern.
F: Was ist die empfohlene H13-Pulvergröße für Binder Jetting AM?
A: Für das Jetting-Verfahren mit Bindemitteln liegt die typische H13-Pulvergröße bei 20-45 Mikrometern mit kugelförmiger Morphologie, um eine gute Packung des Pulvers und Infiltration des Bindemittels zu ermöglichen.
F: Sind bei der Handhabung von H13-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich?
A: Ja, es wird empfohlen, H13-Pulver unter kontrollierter Luftfeuchtigkeit und inerter Atmosphäre mit angemessener Erdung, Belüftung und PSA sorgfältig zu handhaben.
F: Wo kann ich H13-Pulver kaufen, das für Warmschmiedegesenke geeignet ist?
A: Für Warmumformungsanwendungen kann hochreines H13-Pulver von führenden Herstellern wie Sandvik Osprey, Erasteel, HC Stark und Dura-Bar Metal Services bezogen werden.
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