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模具钢对冶金质量的要求
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2021-04-21 | 1413 次浏览 | 分享到:
模具钢对冶金质量的要求
　　模具钢对冶金质量的要求


　　今天，现代制造业变得越来越重要，特别是在汽车和电器制造业，70%以上的零件是由模具制造和加工的。然而，目前，中国对高质量模具的进口依赖很大。主要原因不在于我国优质钢的炼钢水平，而在于没有认识到整体模具钢质量的提高是一个系统的控制过程。除了冶金质量之外，制造过程中的锻造、初步热处理、机械加工和最终热处理都会影响模具的内部结构和应力状态，从而决定模具的最终使用性能。

模具钢
　　高的冶金质量可以充分发挥钢的基本性能。模具钢的内部冶金质量与其基本性能同等重要。在研究冶金性能的同时，有必要研究冶金质量的影响因素。模具钢的冶金质量有三个要求。一般来说，模具钢的内部和外部质量问题如下:


　　一、钢中的非金属夹杂物


　　对于优质钢来说，不仅化学成分要符合技术标准，钢中非金属夹杂物的含量也要尽可能小，因为钢中非金属夹杂物的体积很小，但对钢的性能影响很大。减少钢中非金属夹杂物是炼钢的主要任务之一。一般来说，钢中非金属夹杂物主要是指铁等合金元素与氧、硫、氮相互作用形成的化合物，如FeO、MnO、Al2O3、SiO2、FeS、MnS、AlN、VN等。，以及炼钢和浇注时带入的耐火材料，后者的成分主要是硅、铝、铁、铬、钙、镁等的氧化物。钢中的非金属夹杂物按来源可分为内部夹杂物和外部夹杂物，目前的夹杂物是钢在液态和凝固过程中形成的化合物。


　　钢中非金属夹杂物在基本意义上被认为是一定尺寸的裂纹，破坏金属的连续性，引起应力集中。在外应力作用下，裂纹扩展容易发展和扩展，导致性能退化。塑性夹杂物的存在，伴随着锻造和轧制过程，导致钢的各向异性。同时，抛光过程中夹杂物的剥落改善了模具的表面粗糙度。因此，提高大型重要模具用钢的纯度非常重要。


　　二、有害元素的含量


　　在钢的凝固过程中，硫和磷形成磷化物和硫化物，在晶界析出，产生晶间脆性，降低钢的塑性。S、P含量过高会使钢锭在轧制过程中容易开裂，大大降低钢材的力学性能。宋田浩二等研究了硫和磷含量对含5%钨(铬)的热作模具钢(H13)韧性和热疲劳性能的影响。结果表明，如果钨(硫和磷)的含量从0.025%和0.010%分别降低到0.005%和0.001%，钢将具有良好的抗热疲劳性能。日立金属有限公司将SKD61钢中的W(P)含量从0.03%降低到0.001%，这可以将钢在45HRC下的冲击韧性从39.2J/cm2提高到127.5J/cm2。此外，降低钢中S和P的含量也能有效提高钢的各向同性。


　　第三，化学成分的均匀性


　　模具钢通常是含有多种元素的合金钢，与模具钢相比，钢在钢锭模中从液态凝固时，钢液中的各种元素在凝固组织中分布不均匀，由于选择性结晶而形成偏析。这种化学成分的偏析会造成显微组织和性能的差异，是影响钢材质量的重要因素之一。降低钢的偏析程度可以有效改善钢的性能。近年来，国内外许多冶金厂致力于研究和生产成分均匀、组织细小的钢。


　　在模具制造过程中，模具的使用寿命、精度、质量和表面性能不仅与模具设计、制造精度、机床和操作条件有关，而且与模具材料和热处理工艺密切相关。据相关统计，模具早期失效约10%是材料选择不当和内部缺陷造成的，约50%是热处理不当造成的。因此，正确选择优质模具钢并进行适当的热处理具有重要意义。
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