模具钢冶金缺陷对模具有哪些影响
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作者:13963813331
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发布时间: 2019-12-02
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根据模具钢中使用环境较复杂的大、中截面钢材的使用经验，模具淬火时出现的工艺缺陷及服役时的承载能力主要与钢材冶金质量有关。含碳及合金元素较多的模具钢，具有较强的出现冶金缺陷的倾向。模具材料不仅要具有适当模具工况的优良性能，更重要的是材料本身的质量。例如材料内部存在疏松
根据模具钢中使用环境较复杂的大、中截面钢材的使用经验，模具淬火时出现的工艺缺陷及服役时的承载能力主要与钢材冶金质量有关。含碳及合金元素较多的模具钢，具有较强的出现冶金缺陷的倾向。模具材料不仅要具有适当模具工况的优良性能，更重要的是材料本身的质量。例如材料内部存在疏松、夹杂、化学成分偏析、碳化物不均匀等，往往造成模具毛坯的锻造开裂、淬火开裂或在服役中发生脆断，是导致模具早期失效的重要因素。购进的钢材首先要检验共晶碳化物的不均匀度，如果碳化物不均匀度级别大于3级，则钢材力学性能下降。如果未经充分改锻，则会因组织不均匀而造成组织应力，热处理时易发生变形及开裂。因此，对这类钢材最好采取多向多次镦拔，以便尽量击碎碳化物和改善锻件金属纤维方向性。模具钢材中存在中心疏松或残余缩孔时，易导致锻裂或在服役中脆断。此类缺陷只有通过对钢材、模块作切片低倍检验，用热酸浸蚀后方能显现。模具钢的冶金质量，应具备下列条件：
（1）成分及性能稳定，材质洁净度高，各种有害元素、气体、非金属夹杂物的含量少。
（2）碳化物颗粒分布均匀、细小，无网状碳化物，带状偏析轻微。
（3）断口宏观组织细密，无孔洞、疏松、白点等缺陷。
进行模具设计时不仅必须考虑到金属材料的纤维组织的走向，而且还要利用合理的锻造工艺改善金属材料的化学成分和组织的均匀性，注意把模具型腔安排在金属组织最致密和均匀的部位，使模腔部位处于良好的组织的均匀性，注意把模具型腔安排在金属组织最致密和均匀的部位，使模腔部位处于良好的组织状态，以便充分发挥材料的潜力，提高模具的使用寿命。白点是锤锻模块及大截面合金钢材常见的一种冶金缺陷。由于内部存在大量微裂纹，易导致淬火开裂或在服役中脆断，必须以足够大的锻压加工后，原有的白点可被焊合。
例如，采用直径为200mm的5CrMnMo钢棒，经热镦粗后加工成泵盖和扇形物两副热锻模具，分别模锻300件和1000件产吕后，模腔凸边即出现密集的热烈纹和整个膜腔下陷，经取样热酸浸蚀后发现，模腔部位存在严重的疏松和粗大的枝晶组织，显然模坯经热镦粗也未能改善棒材中心组织的缺陷，导致了模具的早期破坏。
当碳化物呈现网状、带状、棱角状态、链状等形态时，都将严重损害钢的力学性能，会增加淬火变形及开裂的倾向。例如，冲切钢板的凹模，材料是CrWMn钢，由棒材直接加工而成，硬度为62.5HRC，冲切1300只产品后模具即开裂，断口平整呈低周疲劳特征，显微组织中有二次碳化物网。由于有网状碳化物的存在，使模具脆性增加，在冲切过程中易在应力集中部位形成微裂纹。经锻造快冷消除了网状碳化物后，模具使用寿命提高了6倍左右。
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