Ein umfassender Leitfaden zu H13-Pulver

H13-Pulver ist ein Hochleistungs-Werkzeugstahlpulver, das sich durch außergewöhnliche Festigkeit, Zähigkeit und Hitzebeständigkeit auszeichnet. Er gehört zur Familie der Chrom-Warmarbeitsstähle und zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, hohen Temperaturen und mechanischen Beanspruchungen standzuhalten. Die Pulverform von H13 ermöglicht präzise und effiziente Herstellungsprozesse und macht es zu einer beliebten Wahl in verschiedenen Branchen.

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Übersicht über H13-Pulver

H13 ist ein vielseitiger Chrom-Molybdän-Vanadium-Warmarbeitsstahl mit sehr guter Beständigkeit gegen thermische Ermüdungsrisse und Verschleißfestigkeit. Es verfügt über eine hohe Härtebeständigkeit bei erhöhten Temperaturen und eignet sich daher für Werkzeuge und Formen, die für Warmumform-, Schmiede- und Gussanwendungen verwendet werden.

Zu den Hauptmerkmalen von H13-Pulver gehören:

  • Ausgezeichnete Warmhärte und thermische Ermüdungsbeständigkeit
  • Gute Verschleißfestigkeit und Zähigkeit
  • Hohe Härtbarkeit zur Erhöhung der Härte durch Wärmebehandlung
  • Hervorragende Bearbeitbarkeit im geglühten Zustand
  • Lässt sich auf eine feine Oberflächengüte polieren
  • Erhältlich in verschiedenen Größenbereichen und Morphologien

H13-Pulver wird zur Herstellung von Warmarbeitswerkzeugen verwendet, die in verschiedenen Branchen benötigt werden, darunter Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Bergbau, Druckguss usw. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Überblick über H13-Pulver.

Chemische Zusammensetzung von H13-Pulver

Die typische chemische Zusammensetzung von H13-Pulver ist:

Element Gewicht %
Eisen (Fe) Gleichgewicht
Chrom (Cr) 4,75–5,5 %
Molybdän (Mo) 1,1–1,75 %
Vanadium (V) 0,8–1,2 %
Mangan (Mn) 0,2–0,6 %
Silizium (Si) 0,8–1,2 %
Kohlenstoff (C) 0,32–0,45 %

 

Die wichtigsten Legierungselemente wie Chrom, Molybdän und Vanadium sorgen durch die Bildung stabiler Karbide für eine hervorragende Hitzebeständigkeit.

Eigenschaften von H13-Pulver

H13-Pulver besitzt folgende Eigenschaften:

Eigentum Wert
Dichte 7,3 g/cm3
Schmelzpunkt 1420–1460 °C
Wärmeleitfähigkeit 24 W/mK
Elektrischer widerstand 0,55 μΩ.cm
Elastizitätsmodul 200 GPa
Poissonzahl 0,29-0,30
Zugfestigkeit 1900 MPa
Streckgrenze 1650 MPa
Verlängerung 8-9 %
Härte 46–52 HRC

 

H13 behält seine Härte, Festigkeit und thermische Ermüdungsbeständigkeit bis zu 600 °C bei und ist somit die ideale Wahl für Warmarbeitswerkzeuge und Formenanwendungen.

Produktionsmethode für H13-Pulver

Zu den gängigen Produktionsmethoden für H13-Pulver gehören:

  • Gaszerstäubung – Hochdruck-Inertgas, das zur Zerstäubung geschmolzener H13-Legierung verwendet wird, was zu feinen kugelförmigen Pulvern mit kontrollierter Größenverteilung führt.
  • Wasserzerstäubung – Ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit trifft auf den geschmolzenen Metallstrom und zersetzt ihn in feine, unregelmäßige Pulver. Geringere Kosten, aber höhere Sauerstoffaufnahme.
  • Mechanisches Legieren – Kugelmahlen von Eisen- und Legierungselementpulvern, gefolgt von Sintern und sekundärer Zerstäubung.

Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über Partikeleigenschaften wie Größe, Form und Mikroreinheit.

Anwendungen von H13-Pulver

Zu den typischen Anwendungen von H13-Pulver gehören:

  • Additive Fertigung – Wird beim Laser-Pulverbettschmelzen und Binder-Jetting zur Herstellung von Heißarbeitswerkzeugeinsätzen, Matrizen, Blasformen usw. verwendet.
  • Thermische Spritzbeschichtungen – werden mit Draht-/Pulverlichtbogenspritzverfahren aufgetragen, um verschleiß- und hitzebeständige Beschichtungen bereitzustellen.
  • Metallspritzguss – Zur Herstellung kleiner, komplexer Warmarbeitsteile mit engen Toleranzen wie Schmiedegesenke.
  • Pulvermetallurgie – Press- und Sinterverfahren zur kostengünstigen Herstellung von Heißformwerkzeugen und Matrizen.
  • Schweißzusatz – Wird als Fülldraht verwendet und sorgt für eine hervorragende Hitze- und Verschleißbeständigkeit des geschweißten Bauteils.

Spezifikationen von H13-Pulver

H13-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen und Qualitäten erhältlich, darunter:

  • Partikelgröße: Von 10–45 Mikrometer für AM-Methoden, bis zu 150 Mikrometer für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Sphärische, unregelmäßige und gemischte Partikelformen. Glattes, kugelförmiges Pulver sorgt für optimalen Fluss.
  • Güteklassen: Entspricht AISI, DIN, ASTM und anderen gleichwertigen Standards. Auch kundenspezifische Legierungen sind erhältlich.
  • Reinheit: Sauerstoffgehalt von 100–2000 ppm, abhängig von der Produktionsmethode. Niedrigere Sauerstoffwerte bieten eine bessere Leistung.

Globale Lieferanten von H13-Pulver

Zu den wichtigsten Anbietern von H13-Pulver gehören:

  • Sandvik Osprey (Großbritannien)
  • Erasteel (Frankreich)
  • HC Stark (Deutschland)
  • Dura-Bar Metal Services (USA)
  • Tekna Advanced Materials (Kanada)
  • CNPC Powder Group (China)

Diese Unternehmen produzieren H13-Pulver mit verschiedenen Zerstäubungstechniken und maßgeschneiderten Legierungen, die auf spezifische Warmarbeitswerkzeug- und Formenanwendungen in verschiedenen Branchen zugeschnitten sind.

Preise für H13-Pulver

Der Preis für H13-Pulver hängt von mehreren Faktoren ab:

  • Reinheitsgrade
  • Partikelgröße und Morphologie
  • Verfahren zur Pulverherstellung
  • Auftragsvolumen
  • Zusätzliche Verarbeitung
  • Lieferant und geografischer Standort
Grad Preisklasse
Kommerziell 15-25 $ pro kg
Hohe Reinheit 25-50 $ pro kg
Ultrafein 50-120 $ pro kg
Sonderklasse 120-250 $ pro kg

 

Gaszerstäubte und hochreine Qualitäten sind viel teurer als kommerzielles H13-Pulver. Kleinere Mengen sind auch teurer.

Lagerung und Handhabung von H13-Pulver

H13-Pulver erfordert die folgende kontrollierte Lagerung und Handhabung:

  • In verschlossenen Behältern unter kontrollierter Luftfeuchtigkeit lagern, um Oxidation zu verhindern
  • Vermeiden Sie die Ansammlung feiner Pulver, um die Gefahr einer Staubexplosion zu minimieren
  • Verwenden Sie beim Umgang mit Pulver eine ordnungsgemäße Erdung und persönliche Schutzausrüstung
  • Kontakt mit Funken, Flammen oder Zündquellen vermeiden
  • Befolgen Sie die empfohlenen Sicherheitspraktiken im Sicherheitsdatenblatt des Lieferanten

Für den Umgang mit reaktiven Legierungspulvern wie H13 werden Inertgas-Glovebox-Techniken bevorzugt.

Inspektion und Prüfung von H13-Pulver

Wichtige Qualitätskontrolltests für H13-Pulver:

  • Chemische Analyse mittels OES oder RFA, um die korrekte Zusammensetzung sicherzustellen
  • Partikelgrößenverteilung gemäß ASTM B822-Standard
  • Morphologieanalyse mittels REM-Bildgebung
  • Pulverdurchflussrate gemessen gemäß ASTM B213-Standard
  • Dichtebestimmung mittels Heliumpyknometrie
  • Verunreinigungsprüfung mittels ICP-MS
  • Mikrostrukturcharakterisierung durch Röntgenbeugung

Gründliche Tests stellen eine einheitliche Chemie, physikalische Eigenschaften und Mikrostruktur sicher, die für die Anwendungsanforderungen geeignet sind.

Vergleich zwischen H13- und D2-Werkzeugstahlpulvern

H13 und D2 sind zwei verglichene Werkzeugstahlpulver:

Parameter H13 D2
Typ Warmarbeitsstahl Kaltarbeitsstahl
Cr-Gehalt 4,75–5,5 % 11-13 %
V-Inhalt 0,8–1,2 % 0,7-1,2 %
Hitzebeständigkeit Exzellent Gut
Verschleißfestigkeit Sehr gut Exzellent
Zähigkeit Höher Untere
Kosten Untere Höher

 

H13 widersteht Hitze und thermischer Ermüdungsrissbildung, während D2 eine sehr hohe Verschleißfestigkeit bietet. H13 bietet eine bessere Zähigkeit und geringere Kosten.

Häufig gestellte Fragen zu H13-Pulver

Q: Wie wird H13-Werkzeugstahlpulver hergestellt?

A: H13-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung und mechanisches Legieren mit anschließendem Sintern hergestellt. Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über die Pulvereigenschaften.

Q: Was sind die Hauptanwendungen von H13-Pulver?

A: Zu den Hauptanwendungen von H13-Pulver gehören additive Fertigung, thermische Spritzbeschichtungen, Metallspritzguss und pulvermetallurgische Warmarbeitswerkzeuge, die eine hervorragende Hitze- und Verschleißbeständigkeit erfordern.

Q: Welche H13-Pulvergröße wird für das Binder Jetting AM empfohlen?

A: Für den Binder-Jetting-Prozess beträgt die typische H13-Pulvergröße 20–45 Mikrometer mit sphärischer Morphologie, um eine gute Pulverpackung und Bindemittelinfiltration zu ermöglichen.

Q: Erfordert H13-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung?

A: Ja, es wird empfohlen, H13-Pulver vorsichtig unter kontrollierter Luftfeuchtigkeit und inerter Atmosphäre zu handhaben und dabei ordnungsgemäße Erdung, Belüftung und PSA zu verwenden.

Q: Wo kann ich H13-Pulver kaufen, das für Warmschmiedegesenke geeignet ist?

A: Für Warmarbeitsformen kann hochreines H13-Pulver von führenden Herstellern erworben werden, darunter Sandvik Osprey, Erasteel, HC Stark und Dura-Bar Metal Services.

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