¡Hola! Como proveedor de calificaciones de acero en caliente, a menudo me preguntan sobre la conductividad térmica de los diferentes tipos de acero en caliente. Es un factor crucial en la muerte: hacer y muchas otras aplicaciones industriales, así que pensé en desglosarlo en este blog.
En primer lugar, comprendamos qué es la conductividad térmica. En términos simples, la conductividad térmica es la capacidad de un material para realizar calor. Para el acero en caliente, esta propiedad es muy importante porque durante el proceso de fundición o forja, el acero está expuesto a altas temperaturas. Si el acero no puede realizar el calor de manera efectiva, puede conducir a una distribución de temperatura desigual, lo que puede causar estrés térmico, agrietamiento y, en última instancia, una vida útil más corta del dado.
Ahora, hablemos de algunos grados comunes de acero de died y su conductividad térmica.
H13 Hot Die Steel
H13 es uno de los grados de acero en caliente más utilizado. Es conocido por su excelente dureza, resistencia al desgaste y resistencia al control de calor. Cuando se trata de conductividad térmica, H13 tiene un rendimiento relativamente bueno. A temperatura ambiente, su conductividad térmica es de alrededor de 29 - 31 w/(m · k). Pero a medida que aumenta la temperatura, este valor cambia. A aproximadamente 600 ° C, la conductividad térmica cae a alrededor de 25 - 27 w/(m · k).
La razón de esta disminución es que a medida que aumenta la temperatura, las vibraciones atómicas en el acero aumentan, lo que dispersa los electrones de transporte de calor. Esta dispersión reduce la eficiencia de la transferencia de calor. A pesar de la disminución a temperaturas más altas, H13 todavía logra aguantar bien en muchas aplicaciones de trabajo caliente. Se usa comúnmente en troqueles: muere para aleaciones de aluminio, sobre las que puede aprender más enProcesamiento de aleación de aluminio.
H11 Hot Die Steel
H11 es otra calificación popular de acero en caliente. Es similar al H13 en muchos sentidos, pero tiene una composición química ligeramente diferente. La conductividad térmica de H11 también está en el estadio de H13. A temperatura ambiente, son alrededor de 30 - 32 w/(m · k). A medida que la temperatura aumenta a 600 ° C, cae a aproximadamente 26 - 28 w/(m · k).
H11 a menudo se usa en aplicaciones donde necesita una buena conductividad térmica junto con una alta resistencia a la temperatura. Es ideal para forjar troqueles y matrices de extrusión. La conductividad térmica relativamente alta ayuda a disipar rápidamente el calor generado durante el proceso de formación, lo que reduce las posibilidades de sobrecalentamiento y daño al dado.
SKD61 Hot Die Steel
SKD61 es un acero japonés de died de grado que es equivalente a H13 en muchos aspectos. Sus características de conductividad térmica también son bastante similares. A temperatura ambiente, la conductividad térmica de SKD61 es de aproximadamente 30 W/(m · k), y a 600 ° C, es de alrededor de 26 w/(m · k).
SKD61 se usa ampliamente en la fabricación de moldes de fundición para metales no ferrosos como el zinc y el magnesio. Su buena conductividad térmica permite una transferencia de calor eficiente durante el proceso de fundición, lo que resulta en fundiciones de mejor calidad. Si está interesado en morir, hacer, es posible que desee consultarAceroPara más información.
Comparando con otros materiales
También es interesante comparar la conductividad térmica del acero en caliente con otros materiales. Por ejemplo, las aleaciones de cobre tienen una conductividad térmica mucho mayor. ElClase de aleación de cobrePuede tener conductividades térmicas que van desde 200 a 400 w/(m · k), dependiendo de la aleación específica. Pero las aleaciones de cobre son generalmente más suaves y menos de desgaste, resistentes a la de acero caliente. Por lo tanto, aunque son excelentes para aplicaciones donde la alta transferencia de calor es la principal prioridad, es posible que no sean adecuadas para procesos de altura de presión a presión, fabricación o forjamiento.
Por otro lado, algunas aleaciones de aluminio tienen conductividades térmicas en el rango de 150 - 250 w/(m · k). Son más ligeros que el acero y tienen propiedades térmicas decentes, pero carecen de la resistencia y la dureza requeridas para muchas aplicaciones de trabajo en caliente.
Factores que afectan la conductividad térmica
Hay varios factores que pueden afectar la conductividad térmica del acero en caliente. Uno de los principales factores es la composición química. Elementos como el cromo, el molibdeno y el vanadio, que se encuentran comúnmente en el acero del troquel caliente, pueden influir en el movimiento de los electrones de transporte de calor. Por ejemplo, un aumento en el contenido de cromo puede reducir ligeramente la conductividad térmica porque los átomos de cromo pueden interferir con el flujo de electrones.
El proceso de tratamiento térmico también juega un papel crucial. El recocido, el enfriamiento y el templado pueden cambiar la microestructura del acero, lo que a su vez afecta su conductividad térmica. Un acero caliente de troquel caliente tratado bien, puede tener propiedades térmicas optimizadas, lo que garantiza un mejor rendimiento en la aplicación.
Por qué la conductividad térmica es importante en aplicaciones de acero de die caliente
En procesos de trabajo en caliente como la muerte, la fundición, la forja y la extrusión, la conductividad térmica del acero del dado afecta directamente la calidad del producto final y la vida útil del dado.
En la fundición, si el acero dado tiene una conductividad térmica deficiente, el metal fundido podría no enfriarse de manera uniforme, lo que provoca defectos como cavidades de contracción, porosidad y acabado superficial desigual. Un dado con buena conductividad térmica puede transferir rápidamente el calor del metal fundido al entorno circundante, lo que resulta en un proceso de solidificación más uniforme y fundiciones de mejor calidad.
En la falsificación, el dado está sujeto a altas presiones y temperaturas. Un troquelado de acero con alta conductividad térmica puede disipar el calor generado durante el proceso de forja de manera más eficiente. Esto reduce el estrés térmico en la matriz, evitando el agrietamiento y la extensión de su vida útil.
Conclusión
¡Entonces, ahí lo tienes! La conductividad térmica de diferentes grados de acero en caliente es un factor importante que puede afectar significativamente el rendimiento de los troqueles en varias aplicaciones de trabajo en caliente. Ya sea H13, H11 o SKD61, cada grado tiene sus propias características de conductividad térmica que lo hacen adecuado para usos específicos.
Si está en el mercado de calificaciones de acero caliente y quiere discutir qué calificación sería el mejor para su aplicación, me encantaría chatear con usted. Solo comuníquese y podemos comenzar una conversación sobre sus requisitos y cómo nuestro acero caliente puede cumplirlos.
Referencias
- Manual ASM, Volumen 3: Diagramas de fase de aleación
- "Tratamiento térmico de los aceros para herramientas" de RA Grange, Cr Hribal y LF Porter
- Literatura técnica de los principales fabricantes de acero