Guide complet de la poudre H13
La poudre H13 est une poudre d'acier à outils haute performance qui présente une solidité, une ténacité et une résistance à la chaleur exceptionnelles. Elle appartient à la famille des aciers à outils chromés pour travail à chaud, qui se caractérisent par leur capacité à résister à des températures élevées et à des contraintes mécaniques. La forme de poudre du H13 permet des processus de fabrication précis et efficaces, ce qui en fait un choix populaire dans diverses industries.
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Table des matières
Aperçu de la poudre H13
Le H13 est un acier à outils de travail à chaud polyvalent au chrome-molybdène-vanadium qui présente une très bonne résistance à la fissuration par fatigue thermique et à l'usure. Il conserve une dureté élevée à des températures élevées, ce qui le rend adapté aux outils et matrices utilisés pour les applications de formage à chaud, de forgeage et de moulage.
Les principales caractéristiques de la poudre H13 sont les suivantes
- Excellente dureté à chaud et résistance à la fatigue thermique
- Bonne résistance à l'usure et ténacité
- Haute trempabilité pour augmenter la dureté par traitement thermique
- Excellente usinabilité à l'état recuit
- Peut être poli pour obtenir une finition de surface fine
- Disponibles en différentes tailles et morphologies
La poudre H13 est utilisée pour produire des outils de travail à chaud nécessaires dans plusieurs industries, notamment l'automobile, l'aérospatiale, l'exploitation minière, le moulage sous pression, etc. Cet article fournit un aperçu détaillé de la poudre H13.
Composition chimique de la poudre H13
La composition chimique typique de la poudre H13 est la suivante :
| Élément | Poids % |
|---|---|
| Fer (Fe) | Équilibre |
| Chrome (Cr) | 4.75-5.5% |
| Molybdène (Mo) | 1.1-1.75% |
| Vanadium (V) | 0.8-1.2% |
| Manganèse (Mn) | 0.2-0.6% |
| Silicium (Si) | 0.8-1.2% |
| Carbone (C) | 0.32-0.45% |
Les principaux éléments d'alliage tels que le chrome, le molybdène et le vanadium offrent une excellente résistance à la chaleur grâce à la formation de carbures stables.
Propriétés de la poudre H13
La poudre H13 possède les propriétés suivantes :
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 7,3 g/cm3 |
| Point de fusion | 1420-1460°C |
| Conductivité thermique | 24 W/mK |
| Résistivité électrique | 0,55 μΩ.cm |
| Module de Young | 200 GPa |
| Rapport de Poisson | 0.29-0.30 |
| Résistance à la traction | 1900 MPa |
| Limite d'élasticité | 1650 MPa |
| Élongation | 8-9% |
| Dureté | 46-52 HRC |
Le H13 conserve sa dureté, sa solidité et sa résistance à la fatigue thermique jusqu'à 600°C, ce qui en fait un choix idéal pour les applications de travail à chaud des outils et des matrices.
Méthode de production de la poudre H13
Les méthodes de production courantes de la poudre H13 sont les suivantes :
- Atomisation des gaz - Un gaz inerte à haute pression est utilisé pour atomiser l'alliage H13 fondu, ce qui permet d'obtenir de fines poudres sphériques avec une distribution de taille contrôlée.
- Atomisation de l'eau - Le jet d'eau à grande vitesse percute et désintègre le flux de métal fondu en poudres fines et irrégulières. Coût moins élevé, mais prélèvement d'oxygène plus important.
- Alliage mécanique - Broyage de poudres de fer et d'éléments d'alliage suivi d'un frittage et d'une atomisation secondaire.
L'atomisation au gaz permet de mieux contrôler les caractéristiques des particules telles que la taille, la forme et la micro-propreté.
Applications de la poudre H13
Les applications typiques de la poudre H13 sont les suivantes
- Fabrication additive - Utilisé dans la fusion laser sur lit de poudre et la projection de liant pour produire des inserts d'outillage de travail à chaud, des matrices, des moules de soufflage, etc.
- Revêtements par pulvérisation thermique - Appliqué à l'aide de méthodes de pulvérisation à l'arc par fil/poudre pour obtenir des revêtements résistants à l'usure et à la chaleur.
- Moulage par injection de métal - Pour la fabrication de petites pièces complexes travaillées à chaud avec des tolérances serrées, comme les matrices de forgeage.
- Métallurgie des poudres - Les procédés de pressage et de frittage permettent de produire des outils et des matrices de formage à chaud de manière rentable.
- Produit d'apport pour le soudage - Utilisé comme fil fourré, il offre une excellente résistance à la chaleur et à l'usure dans le composant soudé.
Spécifications de la poudre H13
La poudre H13 est disponible dans différentes gammes de tailles, de formes et de qualités :
- Taille des particules : De 10 à 45 microns pour les méthodes AM, jusqu'à 150 microns pour les procédés de pulvérisation thermique.
- Morphologie : Formes de particules sphériques, irrégulières et mélangées. La poudre sphérique lisse permet un écoulement optimal.
- Les notes : Conforme aux normes AISI, DIN, ASTM et autres normes équivalentes. Alliages personnalisés également disponibles.
- La pureté : Teneur en oxygène de 100 à 2000 ppm selon la méthode de production. Des teneurs en oxygène plus faibles offrent de meilleures performances.
Fournisseurs mondiaux de poudre H13
Les principaux fournisseurs de poudre H13 sont les suivants :
- Sandvik Osprey (Royaume-Uni)
- Erasteel (France)
- HC Stark (Allemagne)
- Dura-Bar Metal Services (USA)
- Tekna Advanced Materials (Canada)
- CNPC Powder Group (Chine)
Ces entreprises produisent de la poudre H13 en utilisant diverses techniques d'atomisation et des alliages personnalisés adaptés aux applications spécifiques des outils et matrices de travail à chaud dans tous les secteurs.
Prix de la poudre H13
Le prix de la poudre H13 dépend de plusieurs facteurs :
- Niveaux de pureté
- Taille et morphologie des particules
- Méthode de production de poudre
- Volume des commandes
- Traitement supplémentaire
- Fournisseur et situation géographique
| Grade | Fourchette de prix |
|---|---|
| Commercial | $15-25 par kg |
| Haute pureté | $25-50 par kg |
| Ultrafine | $50-120 par kg |
| Catégorie spéciale | $120-250 par kg |
Les qualités atomisées au gaz et de haute pureté sont beaucoup plus chères que la poudre H13 commerciale. Les petites quantités sont également plus coûteuses.
Stockage et manipulation de la poudre H13
La poudre H13 doit faire l'objet d'un stockage et d'une manipulation contrôlés :
- Conserver dans des récipients hermétiques sous contrôle de l'humidité pour éviter l'oxydation.
- Éviter l'accumulation de poudre fine pour minimiser les risques d'explosion de poussières
- Utiliser une mise à la terre appropriée et un EPI lors de la manipulation des poudres
- Éviter tout contact avec des étincelles, des flammes ou des sources d'inflammation.
- Suivre les pratiques de sécurité recommandées dans la FDS du fournisseur
Les techniques de boîte à gants à gaz inerte sont préférées pour manipuler les poudres d'alliage réactives comme le H13.
Inspection et essais de la poudre H13
Principaux tests de contrôle de la qualité pour la poudre H13 :
- Analyse chimique à l'aide de l'OES ou de l'XRF pour s'assurer que la composition est correcte
- Distribution de la taille des particules selon la norme ASTM B822
- Analyse morphologique par imagerie MEB
- Débit de poudre mesuré selon la norme ASTM B213
- Détermination de la densité par pycnométrie à l'hélium
- Contrôle des impuretés par ICP-MS
- Caractérisation de la microstructure par diffraction des rayons X
Des essais approfondis garantissent l'uniformité de la chimie, des caractéristiques physiques et de la microstructure en fonction des exigences de l'application.
Comparaison entre les poudres d'acier à outils H13 et D2
H13 et D2 sont deux poudres d'acier à outils comparées :
| Paramètres | H13 | D2 |
|---|---|---|
| Type | Acier pour travail à chaud | Acier pour travail à froid |
| Teneur en Cr | 4.75-5.5% | 11-13% |
| V contenu | 0.8-1.2% | 0.7-1.2% |
| Résistance à la chaleur | Excellent | Bon |
| Résistance à l'usure | Très bon | Excellent |
| Solidité | Plus élevé | Plus bas |
| Coût | Plus bas | Plus élevé |
Le H13 résiste à la chaleur et à la fissuration par fatigue thermique, tandis que le D2 offre une très grande résistance à l'usure. Le H13 offre une meilleure ténacité et un coût inférieur.
FAQ sur la poudre H13
Q : Comment la poudre d'acier à outils H13 est-elle produite ?
R : La poudre H13 est produite commercialement par atomisation au gaz, atomisation à l'eau et alliage mécanique suivi d'un frittage. L'atomisation au gaz offre le meilleur contrôle des caractéristiques de la poudre.
Q : Quelles sont les principales applications de la poudre H13 ?
R : Les principales applications de la poudre H13 comprennent la fabrication additive, les revêtements par pulvérisation thermique, le moulage par injection de métal et l'outillage de travail à chaud par métallurgie des poudres nécessitant une excellente résistance à la chaleur et à l'usure.
Q : Quelle est la taille de poudre H13 recommandée pour le binder jetting AM ?
R : Pour le processus de projection de liant, la taille typique de la poudre H13 est de 20 à 45 microns avec une morphologie sphérique pour permettre un bon tassement de la poudre et une bonne infiltration du liant.
Q : La poudre H13 nécessite-t-elle des précautions particulières de manipulation ?
R : Oui, il est recommandé de manipuler la poudre H13 avec précaution, sous contrôle de l'humidité et dans une atmosphère inerte, en utilisant une mise à la terre, une ventilation et des EPI appropriés.
Q : Où puis-je acheter de la poudre H13 adaptée aux matrices de forgeage à chaud ?
R : Pour les applications de matriçage à chaud, la poudre H13 de haute pureté peut être achetée auprès des principaux fabricants, notamment Sandvik Osprey, Erasteel, HC Stark et Dura-Bar Metal Services.
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