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热作模具钢的主要特性及影响使用寿命的因素
来源: | 作者:13963813331 | 发布时间: 2020-08-07 | 47 次浏览 | 分享到:
 热作模具钢的主要特性及影响使用寿命的因素
  热作模具钢的主要特性及影响使用寿命的因素
  模具钢
  热作模具钢的主要特性
  
  热作模具钢主要用于制造高温下压制工件的模具。如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。常用的热作模具钢有:中碳和高碳含量及铬、钨、钼、钒等合金元素的合金模具钢;对于有特殊要求的热加工模具钢,有时使用高合金奥氏体耐热模具钢。
  
  热应力是由于表面层和芯部之间的温差导致的不均匀的体积膨胀和收缩所导致的内应力,即使在温度低于A1的工件的快速冷却过程中没有发生相变。热应力引起的残余应力分布以表层的压应力和中心的拉应力为特征。冷却速度和冷却前的温度(一次冷却产生的温差)是影响热应力的主要因素。冷却速度对热应力有显著影响,冷却速度越快,热应力越大。此外,加热温度、工件尺寸增加以及钢的导热性差都会增加热应力。热作模具钢高温强度高,应力松弛少,这将增加残余应力。
  
  影响热作模具钢使用寿命的因素
  
  影响热作模具钢使用寿命的因素很多,如模具的应力条件、加热和冷却条件、模具的形状和尺寸以及加工零件的材料性能。变形方式、变形量、变形速度和润滑条件等。因此,在选择热加工模具钢时,应充分考虑这些因素对形状的影响,并进行合理选择,以保证热加工车刀的使用寿命。
  
  中小型锤锻模通常由5CrMn钢制成,而大型锤锻模和复杂锤锻模通常由4 crMnsiMov和5CrNiMo钢制成。对于工作条件苛刻的锻压模具,建议使用3Cr2W8V等钢,使其热稳定性更好。为了节约模具钢,小锻模可以用压舱法改造,即锻模必须用锻模钢制作,而模框用45钢制作;对于大型锤锻模,应采用铸钢电渣堆焊方法。热镦模比普通锤锻模对抗氧化性和热疲劳性能有更高的要求,通常选用合金元素含量较高的钢种,如4Cr5MoSiV。
  
  为了降低淬火后的残余应力,热作模具钢应开始降低引起热应力、结构应力和附加应力的因素,如:
  
  (1)在淬火过程中降低冷却速率或加热温度以减小温差可以适当地降低热应力。
  
  (2)降低淬火前后组织的比容差,使原始组织或碳化物分布均匀,有利于降低组织应力。
  
  (3)将冷却速率降低到Ms温度以下可以降低马氏体相变组织的应力。淬火前预冷可以降低热应力。降低淬火热应力。降低淬火工件表面与芯部的温差可以降低热处理残余应力。例如,预冷淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火可以降低热处理残余应力。
  
  (4)在淬火工件的设计中,减小工件各部分的截面差,使其厚度对称均匀,减少锐边、尖角、凹槽和盲孔也能起到降低热处理残余应力的作用。
  
  (5)不同的表面脱碳、渗碳、局部淬火、快速加热和表面与型芯之间的相变条件会产生附加应力,因此需要控制以降低残余热处理应力!
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