Инструментальная сталь для горячей обработки H13 является стандартным материалом оправки для обычной горячей штамповки. Его безопасная долгосрочная-рабочая температура ограничена 540 градусами. Как только температура превысит 600 градусов, материал быстро размягчится. Внутренние карбидные зерна грубеют, прочность на разрыв резко падает. Под давлением прокатки и прошивки оправка постоянно изгибается и деформируется. Его высокая скорость теплового расширения также приводит к частому термическому растрескиванию во время повторяющихся циклов нагрева и охлаждения.
Молибден и молибденовый сплав ТЗМ имеют температуру плавления 2623 градуса. Чистый молибден сохраняет стабильные механические свойства при температуре от 900 до 1100 градусов, а сплав TZM может стабильно работать при температуре выше 1300 градусов без размягчения. Молибден очень мало расширяется при высокой температуре, поэтому размеры заготовки остаются постоянными. Его сильная теплопроводность быстро рассеивает локальные горячие точки и снижает вероятность отказов от теплового удара.
Разбивка-по-побочной эффективности
| Метрика | Молибденовая оправка | H13 Оправка |
|---|---|---|
| Прочность при высоких-температурах | Высший-уровень; сохраняет наибольшую прочность при температуре 1000 градусов | Слабый; прочность резко падает при температуре более 550 градусов |
| Устойчивость к-деформации | Минимальное коробление при длительной тепловой нагрузке | Легкое вздутие при длительном высоком тепловом давлении |
| Устойчивость к термическому удару | Сильная, низкая поверхностная термическая нагрузка | Надежно только при температуре до 500 градусов; легко трескается при температуре более 600 градусов |
| Устойчивость к окислению на воздухе | Оксиды быстро превышают 700 градусов; требуется среда вакуум/аргон | Стабильная производительность окисления 400–600 градусов на открытом воздухе. |
| Устойчивость к ползучести при высоких-температурах | Отличный | Сильная деформация ползучести более 600 градусов |
| Устойчивость к комнатной-температуре | Хрупкость после рекристаллизации | Высокая ударная вязкость при тяжелых циклических ударах |
| Стоимость производства и материалов | Дорогое сырье, спеченное методом порошковой металлургии. | Низкая стоимость, продуманные процессы ковки и термообработки. |
Подходящие условия труда
Выбиратьмолибденовые оправкидля этих случаев
Прошивка или экструзия труб под температурой более 650 градусов, включая производство бесшовных труб из нержавеющей стали и суперсплавов.
Производственные линии, герметизированные вакуумом или инертным газом для предотвращения окисления молибдена
Непрерывное производство в течение длительного-высокого-нагревания со строгими стандартами допусков на размеры
Процессы с частыми пиками сверх-высоких температур, которые быстро деформируют H13.
ВыбиратьОправки H13для этих случаев
Стабильная рабочая температура ниже 550 градусов, например, для труб из углеродистой стали, горячей экструзии меди и алюминия.
Формовка на открытом воздухе-без вакуумного защитного оборудования
Производство с сильными ударами и механической вибрацией, при этом прочность отдается предпочтение прочности, а не экстремальной термостойкости.
Массовое средне-производство при ограниченном бюджете затрат
Итоговое резюме
При рабочих температурах, превышающих 600 градусов, молибденовые оправки значительно превосходят сталь H13. Сверхвысокая температура плавления, устойчивая -температурная прочность и низкое тепловое расширение делают их лучшим выбором для горячей обработки труб из высоко-сплавов. Основными недостатками являются плохая стойкость к окислению на воздухе и более высокие общие затраты.
Для средне-температурных процессов в диапазоне от 200 до 550 градусов H13 обеспечивает сбалансированную и экономичную-эффективность. Он обеспечивает приличную стойкость к термической усталости, высокую ударную вязкость и стабильную анти-окислительную способность при нормальном воздухе цеха, оставаясь наиболее широко используемым материалом оправки для стандартной горячей штамповки.
Чтобы выбрать правильный материал оправки, заводы должны принимать решения, исходя из фактической максимальной рабочей температуры и производственной атмосферы, а не просто выбирать материал с лучшей общей термостойкостью.
