P20 vs H13 vs S7 vs D2: 금형 부품에 어떤 공구강을 선택할 것인가

잘못된 공구강을 선택하면 금형이 300,000 샷 대신 30,000 샷에서 균열되고 — 그 다음 교체 다이스, 손실된 생산, 2주 셧다운 비용이 강보다 훨씬 더 큽니다. 이 가이드는 30초 결정 트리입니다: 플라스틱 사출은 P20, 다이캐스팅 및 열간은 H13, 냉간 마모는 D2, 쇼크 및 충격은 S7.

한눈에 보기 — 네 가지 강, 네 가지 용도

공구강 선택은 강도 우선이 아닌 용도 우선 결정입니다. 대부분의 금형 및 다이스 작업을 다루는 네 가지 등급:

P20 — 사출 성형의 일꾼 (28~34 HRC)

P20 (DIN 1.2311, ~0.28~0.40 C, 1.4~2.0 Cr, 0.6~1.5 Mn, 0.2~0.55 Mo)는 대략 28~34 HRC로 사전 경화되어 납품되며, 이는 가공 후 열처리가 필요 없음을 의미합니다 — 변형 없음, 균열 리스크 없음, 마감된 캐비티의 즉시 납품.

• 강점:우수한 가공성, 양호한 연마성, 적정 비용, 더 높은 표면 경도를 위한 질화 가능.
• 한계: ~400 mm 섹션 이상에서는 전경도가 일관되지 않음; 고온 또는 고마모 서비스에는 부적합.
• 일반적 용도: 사출 금형 코어 및 캐비티, 금형 베이스, 압축 및 RIM 공구, 아연의 저볼륨 다이캐스팅.

H13 — 열간 작업의 챔피언 (48~52 HRC)

H13 (DIN 1.2344, ~0.32~0.45 C, 4.75~5.5 Cr, 1.1~1.75 Mo, 0.8~1.2 V, 0.8~1.2 Si)은 가장 널리 사용되는 열간 공구강입니다: 최대 ~500°C의 서비스 온도에서 경도와 인성을 유지하며 열 충격 및 열 체크에 저항합니다.

• 강점: 온도에서 우수한 인성 및 피로 저항, 양호한 열 충격 저항, 서비스 중 수냉 허용, 질화 가능.
• 열처리: 오스테나이트화 ~1900~2050°F (1038~1121°C), 공냉 또는 유냉, 900~1100°F (482~593°C)에서 이중 템퍼링으로 48~52 HRC.
• 일반적 용도: 알루미늄 다이캐스팅 다이스, 열간 단조 다이스, 압출 다이스 및 스템, 열간 전단 블레이드.

D2 — 냉간 작업 마모의 괴물 (58~62 HRC)

D2 (DIN 1.2379, ~1.40~1.60 C, 11~13 Cr, 0.7~1.2 Mo, 0.9~1.1 V)는 고탄소 고크롬 냉간 공구강으로 58~62 HRC로 공경화되며 변형이 최소로, 뛰어난 마모 및 내마모성과 크롬에서 오는 경미한 내식성을 제공합니다.

• 강점: 네 가지 중 가장 높은 마모 저항, 경화 시 안정적(저변형), 질화 가능, 어닐링 상태에서 가공 가능.
• 트레이드오프: 낮은 인성 — D2는 강한 충격 하에서 칩 또는 균열 가능; 충격 하중 엣지에는 부적합.
• 일반적 용도: 블랭킹 및 정밀 블랭킹 다이스, 성형 및 딥드로잉 다이스, 전단 블레이드, 펀치, 슬리팅 커터, 나사 전성 다이스, 연마성 금형 공구.

S7 — 쇼크 흡수기 (52~58 HRC)

S7 (DIN 1.2355, ~0.45~0.55 C, 3.0~3.5 Cr, 1.3~1.8 Mo)는 내충격 등급입니다: 대략 52~58 HRC의 경도에서 파괴 없이 충격 에너지를 흡수하도록 설계되었습니다.

• 강점: 네 가지 중 가장 높은 충격 인성; 돌발 하중 하에서 칩핑에 저항; 경도와 연성의 양호한 조합.
• 트레이드오프: D2보다 낮은 마모 저항 — 연마 작업에서는 더 빨리 마모됩니다.
• 일반적 용도: 충격 펀치, 치즐, 쇼크 하중을 받는 전단 블레이드, 중하중 및 코이닝 다이스, 콜드 치즐, 해머링을 받는 공구.

잘못 선택한 비용 — $50K 교체

공구강 선택을 재정적 결정으로 만드는 실패 모드: 잘못된 강종으로 사양된 금형이 ~30,000 샷에서 균열(예상된 수십만 대신). 교체 비용은 강이 아닙니다 — 새로운 금형 블랭크, 가공 시간, 트라이얼 반복, 그리고 중단된 생산 라인이며, 중간 크기 다이스의 경우 일반적으로 $30,000~$50,000+ 범위와 1~2주 다운타임.

실용적 규칙: 응용이 경계에 있다면, 금형을 가공하기 전에 강을 업그레이드하십시오 — 증분 강 비용은 중기 수명 금형 실패에 대한 반올림 오차입니다.

결정 트리 — 응용 → 강 → 가공 노트

RFQ에 강종을 명시하는 방법

1. 등급 및 표준을 명명하십시오: 예 "ASTM A681 기준 H13, DIN 1.2344" — 단순히 "공구강"만 쓰지 마십시오.
2. 경도 목표와 스케일을 명시하십시오: 예 "48~52 HRC, ASTM E18에 따라 시험".
3. 납품 상태를 명시하십시오: 사전 경화(P20), 어닐링(가공용 D2/S7/H13), 또는 마감 경화.
4. 열간 및 냉간 공구강의 경우, 열처리 인증서를 요구하십시오(담금질/템퍼 사이클, 실제 경도) — 종이 위의 등급은 그것을 실현하는 열처리 없이는 의미가 없습니다.
5. 주물/가공 캐비티의 경우, 다이스가 안전 또는 생산 크리티컬일 때 자재 검증(PMI 또는 밀 인증)을 추가하십시오.

표준 및 출처