铝合金摩擦焊接搅拌针用H13易断针头，改用8433模具钢寿命提高3倍【第1015篇】
最近我们湖北老板再次采购8433模具钢，用来制作铝板摩擦焊接的搅拌针，就想重新总结一下。【誉辉模具钢黄子鹏日记第1015篇】
最早在2022年，我就开始接触到这类工况了，然后做了一些基础的了解，在2022年11月第一次发了关于摩擦焊接搅拌针的选材建议。
摩擦焊搅拌针是宝塔形状的，中间凸起的针头插入焊接工件的接缝处，通过高速旋转将两边的金属熔合。
拌头的轴肩部与工件表面摩擦生热，可以提高焊接金属的温度，有利于焊缝成形，也可以防止焊接材料的溢出。
铝板是低熔点的软质金属，可以通过搅拌焊接成形。要求不高的情况下，搅拌针可以用工具钢来做，比如说用H13，W360、DC53，SKH-9高速钢，M35等等材料，我都听说有人在用。
铝材搅拌焊接时，焊接中心点的温度大概在400多度。温度低了，铝材的预热不充分，前后材料温差大，熔接效果不好，成形不美观。温度太高了，铝材可能会粗晶，太软了填充不及时也不行。再加上温度太高搅拌针也会被高温退火，搅拌针头寿命会急速降低。
再结合前段时间研究了铝型材热挤压和热锻造模具的使用工况，我觉得400度左右算是铝合金热成型时比较正常和理想的温度了。
了解完背景，我们也大概清楚了，摩擦焊搅拌针会在中温加热条件下工作，需要模具钢具备一定的耐热性能。而且搅拌针需要向前突破移动，会受到横向压力，也要兼备韧性和抗疲劳开裂性能。
H13的合金为4Cr5MoSiV1，含碳量0.4%。H13的使用硬度有HRC50左右，在550度以下环境工作时，不容易出现退火软化的问题，兼备耐磨性和韧性，加上价格比较便宜，所以H13是最常见的铝合金摩擦焊搅拌针选材。
如果现在的铝合金摩擦焊接搅拌针用H13寿命短，容易断针头，我们推荐用耐热钢8433模具钢。
8433模具钢的耐热性能是H13的2-3倍，模具能够长时间保持高硬度，中温环境下使用不会退火。8433模具钢的使用硬度可达HRC50-54，高温强度高，搅拌针的抗拉强度高，不易开裂，耐磨性好。
加上8433模具钢的冶炼工艺好，经过气氛保护电渣重熔+六面锻造成型，钢中含有的热脆性杂质含量极低，微观合金分布均匀，没有性能薄弱区，整体的强度和韧性好，比H13的抗疲劳性能更好。
记得在23年5月的时候，我们东莞有位做搅拌摩擦焊设备的老板，他原来的铝材搅拌针是用H13做的，成型温度控制在370度到400度。
他的目标是跑1000米，但是，H13只能工作400-600米，搅拌针头容易断裂报废。他还用过高硬度的DC53、SKH-9高速钢之类的，更容易断。所以来尝试誉辉8433模具钢。
经过2个月时间的使用，在多种大小的搅拌针上测试之后，东莞老板再次采购时跟我反馈，8433搅拌针寿命可以提高到1100-1500米，寿命比H13提高2-3倍，效果挺好的，客户已经很满意了。还有一个湖北客户能跑到2000多米，搅拌针寿命大幅延长。
如果是做比较硬的铝合金，对搅拌针硬度有更高要求，还可以用8566模具钢。8566模具钢和高速钢SKH-9一样耐热，中温工作时模具也不会退火，而且韧性是高速钢SKH-9的4倍，使用硬度可达HRC58-60。
8566模具钢兼备高耐热、高韧性、高硬度的三大特性，做表面涂层处理时基体强度高，涂层不容易剥落，能够更好发挥涂层高耐磨性，不粘铝材。
推荐8566模具钢是因为我们有个北方的老板，他的铝合金摩擦搅拌针原来给客户用的是粉末高速钢，硬度HRC60-62，用是能用的，就是成本比较高。所以老板就用我们8566模具钢做替换了，现在已经过了半年时间测试完了，效果没问题，所以再次回来采购。
我是誉辉模具钢黄子鹏，来自东莞寮步。在最近3年时间，我已经发布了388场现场直播，分享模具选材和使用的经验，帮助了1628家企业解决模具钢方面的问题。
誉辉模具钢，三个世界500强企业都在用，京瓷公司连续7年采购。正品模具钢，是我们最不值得一提的保证。
屏幕前的老板如果也有类似的铝合金摩擦焊接搅拌针用H13易断针头寿命短工况，也可以来誉辉模具钢黄子鹏尝试一下。
