Em comparação com o aço quente padrão H13, o aço quente alternativo tem uma relação custo-benefício diferente. A temperatura operacional, o tempo de ciclo e a vida útil do molde-alvo determinam a escolha do material para moldes de fundição diferencial LPDC, gravidade e CPC.
O custo do aço quente padrão H13 é 18-24% menor do que o aço quente de alta liga modificado. Com uma temperatura de operação de 380-450 °C e um tempo de ciclo de 4,5-7 minutos, a vida útil do aço altamente ligado do molde de fundição LPDC de rodas de alumínio atinge 85-92%.
Em temperaturas de pico acima de 500 °C, a vida útil do aço térmico modificado de alta liga é estendida em 32-40%. O custo dos materiais aumentou 38-45%; É adequado para moldes de peças estruturais de veículos elétricos de alta carga, em vez de moldes de fundição de gravidade universal de fundição de liga de alumínio sensível ao custo.
Para condições de ciclo de trabalho de curto prazo inferiores a 4,5 minutos, o H13 com tratamento térmico adequado atinge HRC 44-46. O H13 não modificado pode atender à produção em massa; A adoção cega de aço de alta qualidade só aumenta o custo total do molde em 29%, sem reduzir significativamente a taxa de defeitos.
A saída de temperatura de pico simulada do Procast CAE fornece uma referência para a seleção de materiais. Quando a temperatura de pico da inserção analógica é mantida abaixo de 480 °C, o aço térmico padrão H13 atende aos requisitos técnicos da maioria dos moldes de fundição de pressão diferencial CPC.
Algumas alternativas de baixo custo para o aquecimento de aço não têm níveis adequados de cromo. Sua resistência à fadiga térmica diminui 41-48%; Na produção de rodas de alumínio, após apenas 800-1000 ciclos de fundição, o bloco do molde produzirá rachaduras térmicas de malha.
A compra de materiais deve comparar os custos ao longo do ciclo de vida, em vez do preço de compra inicial. Embora o aço modificado tenha aumentado o custo inicial do molde em 42%, para a produção contínua de molde para componentes estruturais de veículos elétricos de alto volume, reduziu a frequência de parada da substituição do molde em 34%.
Para grandes moldes de fundição por gravidade com mais de 1.500 kg, a permeabilidade do aço aquecido modificado tende a ser pobre. Mesmo após a incineração de gás, a dureza do núcleo pode cair em 6-8 HRC; Essa desvantagem compensa parcialmente suas vantagens de propriedades de superfície em relação ao H13.
O efeito do tratamento de nitrogênio de diferentes tipos de aço é diferente. O padrão H13 forma uma camada de nitrogênio estável de 0,08 a 0,12 mm; Vários métodos alternativos de baixo custo produzem camadas de nitrito frágil que são facilmente descascadas sob lavagem circular de alumínio fundido.
A produção de defeitos de poros de fundição está indiretamente relacionada ao desempenho do aço do molde. A deformação térmica severa causada pelo aço quente de baixa qualidade interrompe o campo de fluxo da cavidade e a distância de escape, aumentando indiretamente a taxa de resíduos de retenção de gás na fundição de liga de alumínio.
Ao escolher um tipo de aço alternativo, a janela de processo de tratamento térmico deve ser avaliada. Muitos aço quente de alta qualidade exigem uma velocidade de resfriamento mais rigorosa 35-65 ° C / min; O tratamento térmico inadequado anula suas vantagens de desempenho teóricas em relação ao aço de aquecimento H13.
Os documentos de especificação técnica devem registrar a classificação exata do aço, não o vago "aço quente". A redação vaga permite o uso de materiais alternativos, o que pode reduzir a vida útil real de um molde de fundição LPDC em mais de 45% na produção em massa real.
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Perguntas Frequentes Resposta
Q: Em que condições o padrão H13 pode atender aos requisitos da maioria dos moldes de fundição?
A: Para o molde da roda de alumínio, a temperatura de pico da inserção é inferior a 480 °C e o tempo de ciclo ≥ 4,5 minutos.
P: Que tipo de aço quente modificado de alta liga pode melhorar a vida útil?
R: Em condições de alta carga com temperaturas de pico acima de 500 °C, a vida útil é estendida em 32-40%.
Q: Quais são os riscos associados a alternativas de baixo custo para o aço de aquecimento de níquel?
A: A fadiga térmica é reduzida em 41-48%, com fraturas termogênicas tectônicas precoces ocorrendo em 1000 ciclos.
P: Por que devemos avaliar o custo de todo o ciclo de vida, e não apenas o custo inicial da compra do molde?
A: O aço de alta qualidade reduz as perdas de parada, apesar do aumento dos custos iniciais de aquisição.
P: O aço de alta liga pode compensar completamente os efeitos do mau tratamento térmico?
R: Não, parâmetros incorretos anularão as vantagens teóricas de desempenho.
P: Qual é a meta de espessura da camada de nitrogênio para inserções de moldes de fundição H13 padrão?
R: Uma camada de 0,08-0,12 mm de nitrogênio estável melhora a resistência à erosão.
Q: Quais são os problemas que o aço modificado trará para o molde de fundição de gravidade ultra-grande?
R: A má permeabilidade pode causar grandes diferenças na dureza da superfície interna do núcleo.
