Guía completa del polvo H13
El polvo H13 es un polvo de acero para herramientas de alto rendimiento que presenta una resistencia, tenacidad y resistencia al calor excepcionales. Pertenece a la familia de los aceros al cromo para herramientas de trabajo en caliente, caracterizados por su capacidad para soportar altas temperaturas y tensiones mecánicas. La forma en polvo del H13 permite procesos de fabricación precisos y eficaces, lo que lo convierte en una opción popular en diversas industrias.
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Índice
Descripción general del polvo H13
H13 es un acero para herramientas de trabajo en caliente de cromo-molibdeno-vanadio versátil que exhibe muy buena resistencia al agrietamiento por fatiga térmica y al desgaste. Tiene una alta retención de dureza a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para herramientas y matrices utilizadas para aplicaciones de conformado, forjado y fundición en caliente.
Las características clave del polvo H13 incluyen:
- Excelente dureza en caliente y resistencia a la fatiga térmica.
- Buena resistencia al desgaste y tenacidad.
- Alta templabilidad para aumentar la dureza mediante tratamiento térmico.
- Excelente maquinabilidad en estado recocido.
- Se puede pulir hasta obtener un acabado superficial fino.
- Disponibles en varios tamaños y morfologías
El polvo H13 se utiliza para producir herramientas de trabajo en caliente necesarias en varias industrias, incluidas la automotriz, aeroespacial, minera, de fundición a presión, etc. Este artículo proporciona una descripción detallada del polvo H13.
Composición química del polvo H13
La composición química típica del polvo H13 es:
| Elemento | Peso % |
|---|---|
| Hierro (Fe) | Saldo |
| Cromo (Cr) | 4.75-5.5% |
| Molibdeno (Mo) | 1.1-1.75% |
| Vanadio (V) | 0.8-1.2% |
| Manganeso (Mn) | 0.2-0.6% |
| Silicio (Si) | 0.8-1.2% |
| Carbono (C) | 0.32-0.45% |
Los elementos clave de aleación como el cromo, el molibdeno y el vanadio proporcionan una excelente resistencia al calor mediante la formación de carburos estables.
Propiedades del polvo H13
El polvo H13 posee las siguientes propiedades:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,3 g/cm3 |
| Punto de fusión | 1420-1460°C |
| Conductividad térmica | 24 W/mK |
| Resistividad eléctrica | 0,55 μΩ.cm |
| Módulo de Young | 200 GPa |
| Relación de Poisson | 0.29-0.30 |
| Resistencia a la tracción | 1900MPa |
| Límite elástico | 1650 MPa |
| Alargamiento | 8-9% |
| Dureza | 46-52 HRC |
H13 mantiene su dureza, resistencia y resistencia a la fatiga térmica hasta 600 °C, lo que lo convierte en una opción ideal para aplicaciones de troqueles y herramientas de trabajo en caliente.
Método de producción de polvo H13
Los métodos de producción comunes para el polvo H13 incluyen:
- Atomización de gases – Gas inerte a alta presión utilizado para atomizar la aleación H13 fundida, lo que da como resultado polvos esféricos finos con distribución de tamaño controlada.
- Atomización del agua – El chorro de agua de alta velocidad impacta y desintegra la corriente de metal fundido en polvos finos e irregulares. Menor costo pero mayor captación de oxígeno.
- Aleación mecánica – Molienda de bolas de polvos de hierro y elementos de aleación seguida de sinterización y atomización secundaria.
La atomización de gas proporciona el mejor control sobre las características de las partículas como el tamaño, la forma y la microlimpieza.
Aplicaciones del polvo H13
Las aplicaciones típicas del polvo H13 incluyen:
- Fabricación aditiva – Se utiliza en la fusión de lechos de polvo por láser y en la inyección de aglutinante para producir insertos de herramientas para trabajo en caliente, troqueles, moldes de soplado, etc.
- Revestimientos por pulverización térmica – Se aplica utilizando métodos de pulverización de arco de alambre/polvo para proporcionar recubrimientos resistentes al desgaste y al calor.
- Moldeo por inyección de metales – Para fabricar piezas de trabajo en caliente pequeñas y complejas con tolerancias estrictas, como matrices de forja.
- Pulvimetalurgia – Proceso de prensado y sinterización para producir herramientas y troqueles de conformado en caliente de forma rentable.
- Masilla de soldadura – Se utiliza como alambre con núcleo fundente proporcionando excelente resistencia al calor y al desgaste en el componente soldado.
Especificaciones del polvo H13
El polvo H13 está disponible en varios rangos de tamaños, formas y grados, incluidos:
- Tamaño de las partículas: Desde 10-45 micras para métodos AM, hasta 150 micras para procesos de pulverización térmica.
- Morfología: Partículas esféricas, irregulares y mezcladas. El polvo esférico liso proporciona un flujo óptimo.
- Grados: Cumple con AISI, DIN, ASTM y otras normas equivalentes. También están disponibles aleaciones personalizadas.
- Pureza: Contenido de oxígeno de 100 a 2000 ppm según el método de producción. Los niveles de oxígeno más bajos ofrecen un mejor rendimiento.
Proveedores globales de polvo H13
Algunos de los principales proveedores de polvo H13 incluyen:
- Sandvik Osprey (Reino Unido)
- Erasteel (Francia)
- HC Stark (Alemania)
- Servicios de metal Dura-Bar (EE. UU.)
- Materiales avanzados de Tekna (Canadá)
- Grupo de polvo CNPC (China)
Estas empresas producen polvo H13 utilizando diversas técnicas de atomización y aleaciones personalizadas diseñadas para aplicaciones específicas de matrices y herramientas de trabajo en caliente en todas las industrias.
Precio del polvo H13
El precio del polvo H13 depende de varios factores:
- Niveles de pureza
- Tamaño y morfología de las partículas.
- Método de producción de polvo
- Volumen de pedidos
- Tratamiento adicional
- Proveedor y ubicación geográfica
| Grado | Precios |
|---|---|
| Comercial | $15-25 por kg |
| Alta pureza | $25-50 por kg |
| Ultrafino | $50-120 por kg |
| Grado especial | $120-250 por kg |
Los grados atomizados con gas y de alta pureza tienen precios mucho más altos que el polvo comercial H13. Las cantidades más pequeñas también son más costosas.
Almacenamiento y manipulación del polvo H13
El polvo H13 requiere el siguiente almacenamiento y manipulación controlados:
- Almacenar en recipientes sellados bajo control de humedad para evitar la oxidación.
- Evite la acumulación de polvo fino para minimizar los riesgos de explosión de polvo.
- Utilice una conexión a tierra adecuada y equipo de protección personal al manipular polvo.
- Evite el contacto con chispas, llamas o fuentes de ignición.
- Siga las prácticas de seguridad recomendadas por la SDS del proveedor.
Se prefieren las técnicas de caja de guantes con gas inerte para manipular polvos de aleaciones reactivas como el H13.
Inspección y prueba de polvo H13
Pruebas clave de control de calidad para el polvo H13:
- Análisis químico utilizando OES o XRF para garantizar la composición correcta.
- Distribución granulométrica según la norma ASTM B822
- Análisis morfológico mediante imágenes SEM
- Caudal de polvo medido según la norma ASTM B213
- Determinación de la densidad por picnometría de helio
- Análisis de impurezas por ICP-MS
- Caracterización de microestructuras por difracción de rayos X
Las pruebas exhaustivas garantizan una química uniforme, características físicas y una microestructura adecuadas para los requisitos de la aplicación.
Comparación entre los polvos de acero para herramientas H13 y D2
H13 y D2 son dos polvos de acero para herramientas comparados:
| Parámetro | H13 | D2 |
|---|---|---|
| Tipo | Acero para trabajo en caliente | Acero para trabajo en frio |
| Contenido en Cr | 4.75-5.5% | 11-13% |
| contenido V | 0.8-1.2% | 0.7-1.2% |
| Resistencia al calor | Excelente | Bien |
| Resistencia al desgaste | Muy buena | Excelente |
| Dureza | Más alto | Baja |
| Coste | Baja | Más alto |
H13 resiste el agrietamiento por calor y fatiga térmica, mientras que D2 ofrece una resistencia al desgaste muy alta. H13 proporciona mayor tenacidad y menor costo.
Preguntas frecuentes sobre el polvo H13
P: ¿Cómo se produce el polvo de acero para herramientas H13?
R: El polvo H13 se produce comercialmente mediante atomización con gas, atomización con agua y aleación mecánica seguida de sinterización. La atomización de gas ofrece el mejor control de las características del polvo.
P: ¿Cuáles son las principales aplicaciones del polvo H13?
R: Las principales aplicaciones del polvo H13 incluyen la fabricación aditiva, recubrimientos por pulverización térmica, moldeo por inyección de metal y herramientas de trabajo en caliente de pulvimetalurgia que requieren una excelente resistencia al calor y al desgaste.
P: ¿Cuál es el tamaño de polvo H13 recomendado para la inyección de aglomerante AM?
R: Para el proceso de inyección de aglutinante, el rango típico de tamaño del polvo H13 es de 20 a 45 micrones con morfología esférica para permitir un buen empaquetamiento del polvo y una buena infiltración del aglutinante.
P: ¿El polvo H13 requiere alguna precaución especial de manipulación?
R: Sí, se recomienda manipular el polvo H13 con cuidado, en condiciones de humedad controlada y atmósfera inerte, utilizando una conexión a tierra, ventilación y equipo de protección personal adecuados.
P: ¿Dónde puedo comprar polvo H13 adecuado para troqueles de forjado en caliente?
R: Para aplicaciones de troqueles de trabajo en caliente, se puede comprar polvo H13 de alta pureza de fabricantes líderes, incluidos Sandvik Osprey, Erasteel, HC Stark y Dura-Bar Metal Services.
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