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模具钢的冶金质量及其他需要考虑的因素
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2020-12-01 | 500 次浏览 | 分享到:
模具钢的冶金质量及其他需要考虑的因素
　　模具钢的冶金质量及其他需要考虑的因素
　　模具钢
　　冶金质量对模具钢的性能也有很大影响。只有冶金质量优良，模具钢的各种性能才能得到充分发挥。因此，为了生产精密、复杂和长寿命的模具，需要选择合适的质量优异的材料。国内外各大冶金生产部门也在努力提高模具材料的冶金质量。主要有以下几个方面:
　　
　　1.冶炼质量对于优质模具钢，国内外广泛采用外精炼、真空处理、真空冶炼、喷粉处理、电渣重熔等工艺，降低钢中有害元素、氧、氢和夹杂物的含量，微调化学成分和浇注温度。电渣重熔还能有效改善钢的显微组织和密度，提高材料的各向同性。国内一些厂家的试验表明，电弧炉生产的4Cr5MoSiVI钢的横向冲击韧性仅为纵向的31%，电渣重熔后4Cr5MoSiVI钢的横向冲击韧性可达纵向的70%，提高一倍以上。对于特殊要求的模具材料，采用粉末冶金技术生产的粉末高速钢和粉末高合金模具钢能更好地改善钢的组织和性能。
　　
　　2.锻造轧制技术，在保证一定锻造比的基础上，尽可能采用镦拔锻造和交叉轧制技术，提高模具材料的各向同性。
　　
　　为了减少加工余量，提高材料利用率，精锻机、快速锻造液压机和高精度连轧机被广泛用于提供高精度钢，以满足模具制造的需要。
　　
　　3.热处理和成品锻轧材料的热处理应采用可控气氛或真空热处理，以避免氧化和脱碳。一些塑料模具钢和热作模具钢应由冶金部门预硬化。对于一些要求较高的热作模具材料，冶金部门应提前进行显微组织细化处理，以消除钢中粗大碳化物和链状碳化物，获得细小均匀分布的碳化物组织，从而进一步提高钢的各项性能，尤其是各向同性。据国外一些报道，一些热作模具钢经过电渣重熔、多向锻造(轧制)和显微组织细化处理，生产出了高质量、高各向同性的模具钢。横向冲击韧性相当于纵向冲击韧性的90%以上。很多钢厂都把这种工艺生产的钢命名为ISODISC，比如奥地利的伯乐钢厂；日本日立金属公司的各向同性，日本高频钢铁公司的微丝等，国内很多冶金生产部门也在做这项工作。
　　
　　另外，考虑到模具钢的各个部位的冶金质量，要注意使模具的主要工作面(如型腔或边缘)靠近钢的表面位置；因为一般情况下，钢的表面是钢比较干净的部分，钢的中心是钢的低功率缺陷集中的区域；特别是在大截面莱氏体钢中，钢的中心部分共晶碳化物的不均匀性比表面部分高2~3级。此外，模具的主要承载方向应选择与钢的变形方向一致，以减少钢的各向异性对模具的不利影响。
　　
　　4.导热系数也是模具材料的主要性能指标之一，尤其是一些热加工模具材料和塑料模具材料。导热性好的模具材料可以快速传递加工过程中产生的热量和工件传递的热量，从而避免模具工作表面过热，改善模具的工作条件。对于一些热塑成型的模具和一些压铸模具，为了加快生产节奏，希望将压制好的工件快速冷却脱模，以提高生产率。为了解决这个问题，有时会选择一些导热性比钢好的模具材料，如高强度铜合金、高强度铝合金等。
　　
　　5.精炼材料和产品为了缩短模具制造周期，模具制造部门大概应该选择精炼的材料和产品，比如去皮、冷拉或研磨的优质钢材，以及经过粗加工、精加工，甚至精加工调质后的模块。模具制造部门可以使用这些浓缩物和产品，经过少量加工后，与标准模具底座组装在一起。不仅可以有效缩短模具制造周期，满足模具用户的需求，而且前一阶段精矿和产品的生产是冶金厂的高效批量生产，可以降低生产成本，提高材料利用率。
　　
　　6.其他需要考虑的因素在选择模具材料时，根据模具的使用条件和要求，除了上述因素外，尤其是材料的主要性能必须适应模具的使用条件，还应考虑所选模具材料的价格和通用性。
　　
　　一般情况下，当生产的工件批量较大，模具尺寸较小时，模具材料在模具制造成本中所占的份额很小，材料的价格不能作为主要考虑指标，可以尽量选择更先进适用的模具材料。对于形状简单的大型或超大型模具，由于模具材料的成本会占模具总成本的很大一部分，可以根据生产的工件批次选择价格较低的模具材料，也可以选择价格较低的材料用于模体。在模具的关键工作部位，如型腔或刃口，采用镶件或堆焊的方法，镶嵌或堆焊先进的模具材料，既能延长模具的使用寿命，又能降低材料成本。
　　
　　模具材料的通用性也是选择模具材料时必须考虑的因素。模具材料一般不大量使用，品种规格多。为了便于在市场上采购和准备材料，应该考虑材料的普遍性。除了特殊要求，尽可能使用大量的通用模具材料。由于一般模具钢技术成熟，积累的生产工艺和应用经验较多，性能数据也比较齐全，便于设计制造过程中参考。此外，使用通用模具材料可以方便采购、材料准备和材料管理。
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