Matrizes de extrusão a quente, mandris, recipientes, blocos falsos e revestimentos operam sob condições de trabalho severas, combinando alta temperatura contínua, carga compressiva pesada e atrito superficial severo. A escolha do aço para ferramentas para trabalho a quente depende muito do material da peça e da temperatura do tarugo. A seleção incorreta da classe pode levar a rachaduras térmicas prematuras, desgaste superficial, deformação plástica e paralisação inesperada da produção.
1. Tabela de seleção de grau mestre para extrusão a quente
A tabela abaixo fornece recomendações práticas de classes para aplicações comuns de extrusão, abrangendo a produção de alumínio, latão, cobre, aço, titânio e superligas. As normas internacionais correspondentes estão listadas para facilitar as compras transfronteiriças.
| Aplicação de extrusão | Aço ferramenta recomendado | Motivo de seleção |
|---|---|---|
| Matrizes de extrusão de alumínio (boleto: 400–500 graus) | H13 (1.2344/SKD61) | Resistência a quente equilibrada, resistência ao desgaste e resistência à fadiga térmica. O material refinado ESR é preferido para longas tiragens de produção. |
| Insertos de alto desgaste para extrusão de alumínio | H19 | A liga de cobalto e vanádio proporciona vida útil prolongada sob condições abrasivas. |
| Extrusão de alumínio, alto risco de rachaduras | H11 (1.2343) | Maior tenacidade para resistir ao choque térmico e à propagação de fissuras. |
| Matrizes de extrusão de latão | H21 (1.2581/SKD5) | Dureza vermelha estável combinada com temperaturas operacionais típicas de extrusão de latão. |
| Inserções de extrusão de latão de alto desgaste | H19 | Desempenho de desgaste melhorado em comparação com o padrão H21. |
| Extrusão de cobre em alta temperatura | H21 / H22 | Dureza a quente suficiente para suportar temperaturas mais altas do tarugo do que o processamento de latão. |
| Extrusão de aço (boleto: 900–1200 graus) | H21/H22 ou 3Cr2W8V | Alta resistência ao calor para evitar a deformação da matriz sob calor e pressão extremos. |
| Extrusão de níquel e superliga | H21 / H22 / H26 | Dureza vermelha superior adequada para ligas difíceis de formar em alta temperatura. |
| Extrusão de magnésio | H13 | Padrão da indústria para temperaturas moderadas de trabalho de ligas de magnésio. |
| Extrusão de titânio (formação especializada) | H21 / H22 | Desempenho confiável sob condições de extrusão de liga em alta temperatura. |
| Blocos fictícios para todas as linhas de extrusão | H13 | Boa combinação de tenacidade e resistência à fadiga térmica. |
| Mandris/tampões perfurantes | H13 | Classe padrão amplamente aceita para componentes de mandril de extrusão. |
| Forros de contêineres | H13 ou H11 | Dureza equilibrada e resistência ao calor para operação cíclica contínua. |
2. Aplicação detalhada e notas de notas
Extrusão de alumínio (aplicação mais amplamente utilizada)
O H13 atua como material padrão para matrizes de extrusão de alumínio em toda a indústria. As ferramentas geralmente são tratadas termicamente a 46–50 HRC.
O ESR refinado H13 é fortemente recomendado para os seguintes cenários: matrizes maiores que 200 mm, prensas acima de 2.000 toneladas, matrizes ocas de vigia e perfis que exigem alta qualidade de superfície para uso automotivo ou arquitetônico.
H11 é selecionado quando choque térmico e fissuração representam o principal risco de falha. H19 é reservado para peças de inserto com desgaste crítico em contato com ligas de alumínio abrasivas. O tratamento de nitretação para matrizes de extrusão H13 é uma prática comum, aumentando a dureza superficial acima de 60 HRC para prolongar a vida útil da matriz.
Extrusão de latão e cobre
H21 continua sendo a classe padrão para matrizes de extrusão de latão. H19 oferece melhor desempenho de desgaste para componentes de pastilhas. Os graus H22, H24 e H26 são especificados para extrusão de ligas de cobre e níquel em temperaturas elevadas.
O 3Cr2W8V, o grau chinês equivalente ao H21, é amplamente adquirido por fabricantes de moldes nos mercados asiáticos.
Extrusão de aço (condições de trabalho mais exigentes)
As temperaturas do tarugo variam de 900 graus a 1200 graus durante a extrusão de aço. Aços para trabalho a quente com cromo padrão, como H11 e H13, não podem suportar tais cargas térmicas. São necessárias classes de liga de tungstênio, incluindo H21, H22, H24 e H26.
O 3Cr2W8V é adotado há muito tempo para extrusão de aço na China. H26 é especificado para os ambientes de conformação mais extremos. Para revestimentos de contêineres resfriados a água, o H11 pode ser considerado graças à sua excelente tenacidade.
3. Requisitos básicos de desempenho para matrizes de extrusão
Ao comparar classes de aço para ferramentas para trabalho a quente, avalie as propriedades do material listadas abaixo de acordo com seu modo de falha dominante.
| Propriedade material | Nível de importância | Explicação Prática |
|---|---|---|
| Força quente | Crítico | Evita a deformação plástica permanente sob pressão de extrusão à temperatura operacional |
| Resistência ao desgaste | Crítico | Resiste à abrasão causada pelo atrito contínuo entre as superfícies do tarugo e da matriz |
| Resistência à fadiga térmica | Alto | Reduz rachaduras na superfície causadas por ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento |
| Resistência | Alto | Protege as ferramentas contra picos repentinos de pressão e defeitos de material |
| Usinabilidade recozida | Médio | Afeta a eficiência de processamento para geometrias complexas de cavidades de matrizes |
| Polibilidade | Médio-alto | Determina a qualidade do acabamento superficial de perfis extrudados |
4. Árvore de decisão simplificada de seleção de notas
Siga esta lógica para restringir o aço para trabalho a quente adequado a partir do material da peça de extrusão:
- Extrusão de alumínio (400–500 graus)
- Produção padrão → H13 (escolha a classe ESR para tiragens longas)
- Tenacidade e prioridade anti-fissuração → H11
- Pastilhas de alto desgaste → H19
- Extrusão de latão (600–700 graus)
- Matrizes padrão → H21
- Pastilhas de alto desgaste → H19
- Extrusão de cobre (700–900 graus)
- Recomendado: H21 / H22
- Extrusão de aço (900–1200 graus)
- Serviço geral: H21 / H22 / 3Cr2W8V
- Condições extremas de alta temperatura: H26
- Extrusão de superligas à base de níquel (maior ou igual a 1000 graus)
- Recomendado: H21/H22/H26
5. Perguntas frequentes
Geralmente não. H13 perde dureza rapidamente acima de 600 graus. Os tarugos de extrusão de aço atingem 900–1200 graus, exigindo aços para trabalho a quente de tungstênio como H21, H22 ou 3Cr2W8V.
O refino ESR reduz impurezas internas e segregação. Ele oferece melhor tenacidade e maior vida útil para matrizes de extrusão de alumínio grandes e de alta carga.
3Cr2W8V é o equivalente chinês do H21, mas existem pequenas variações nos padrões de produção. O teste é recomendado ao alternar entre H21 importado e 3Cr2W8V doméstico.
A nitretação é amplamente adotada para matrizes H13 de extrusão de alumínio para melhorar a resistência ao desgaste superficial. O processo precisa de controle rigoroso para evitar camadas frágeis de nitreto que aceleram o crescimento de trincas térmicas.
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Se você precisar de recomendações personalizadas de classes, fichas técnicas de materiais ou cotações para aço para ferramentas de extrusão a quente, entre em contato com nossa equipe. Selecionamos classes adequadas de acordo com o material da peça, a tonelagem da prensa e o volume de produção alvo.