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如何選擇一口好的模具鋼？8大要點(diǎn)教你成為識(shí)鋼高手
模具在現(xiàn)代制造業(yè)中占有日益重要,，應(yīng)用非常的廣泛：汽車,、電器、玩具,、航空等制造業(yè)中70％以上的零件采用模具制造加工,。但目前我國高質(zhì)量的模具大量依賴進(jìn)口，分析其主要原因,，不在于我們的優(yōu)質(zhì)鋼煉鋼水平,，而是沒有認(rèn)識(shí)到整個(gè)模具鋼質(zhì)量的提高是一個(gè)系統(tǒng)控制過程。除冶金質(zhì)量外,，制造過程中的鍛壓加工,、預(yù)備熱處理、機(jī)械加工和終熱處理都將影響模具的內(nèi)部組織和應(yīng)力狀態(tài),，從而決定模具的終使用性能,。
記錄八個(gè)要點(diǎn)成為模具鋼識(shí)別高手
那么,，怎么樣選擇一口好鋼呢,？下面通過八個(gè)要點(diǎn)教你快速成為一個(gè)識(shí)別高手。
1,、模具鋼在工作性能方面的要求
①硬度
模具在工作時(shí)受力狀態(tài)是復(fù)雜的,，如熱作模具通常在交換的溫度場下承受交變應(yīng)力作用，因此它應(yīng)具有良好的抗軟化或塑性變形狀態(tài)的能力,，在長期工作環(huán)境下仍能保持模具的形狀和尺寸精度,。硬度是模具鋼的生要性能之一。對冷作模具的硬度一般選擇在58HRC以上,，而熱作模具尤其是要求高的抗熱疲勞性能的模具,，通常硬度在45HRC左右。對普通使用的塑料模具,，一般硬度要求在35HRC左右,。
②強(qiáng)度與韌性
零件在成形使模具承受著巨大的的沖擊、扭曲等負(fù)荷,，尤其是現(xiàn)代高速?zèng)_壓,、高速精密鍛造和液態(tài)成形等技術(shù)以及一次成形技術(shù)的發(fā)展，模具承受著更大的負(fù)荷,，往往由于鋼材的強(qiáng)度和韌度不夠,，造成型腔邊緣或局部塌陷、崩刃或斷裂而早期失效,，因此模具熱處理后應(yīng)具有較高的硬度和韌度,。
③耐磨性
零件成形時(shí)材料與模具型腔表面發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，使型腔表面產(chǎn)生了磨損，從而使得模具的尺寸精度,、形狀和表面的粗糙度發(fā)生變化而失效,。磨損是一種復(fù)雜的過程，影響因素很多,，除取決于作用于模具的外界條件外,，還在很大程度上取決于采用鋼材的化學(xué)成分不均勻性、組織狀態(tài),、力學(xué)性能等,。
④疲勞性能
模具工作時(shí)承受著機(jī)械沖擊和熱沖擊的交變應(yīng)力，熱作模具在工作的過程中,，熱交變應(yīng)力更明顯地導(dǎo)致模具熱裂,。受應(yīng)力和溫度梯度的影響而引起裂紋，往往是在型腔表面形成淺而細(xì)的裂紋,，它的迅速傳播和擴(kuò)展導(dǎo)致模具失效,。另外，鋼的化學(xué)成分及組織的不均勻,，鋼中存在的冶金缺陷如非金屬夾雜物,，氣孔、顯微裂紋等均可導(dǎo)致鋼的疲勞強(qiáng)度降低,，因?yàn)樵诮蛔儜?yīng)力的作用下,，首先在這些薄弱地區(qū)產(chǎn)生疲勞裂紋并發(fā)展為疲勞破壞。
⑤粘著性
工模具零件的表面由于兩金屬原子相互摭用或單相擴(kuò)散的作用,，往往會(huì)有一些被加工金屬粘附著,，尤其是一些切削、剪切工具和沖壓工具的表面會(huì)產(chǎn)生粘附或結(jié)疤現(xiàn)象,，這會(huì)影響刃口的鋒利程度和局部組織,、化學(xué)成分的改變，使刃口部分崩裂或粘附金屬的脫落劃傷模具,，使工件表面粗糙,。
⑥拋光和蝕刻性能
隨著模具，特別是塑料模具的廣泛使用,，低的表面粗糙度值已經(jīng)十分必要,，低的表面粗糙度值影響到模具的壽命和生產(chǎn)效率及制品的質(zhì)量。高的表面質(zhì)量可以減輕腐蝕,；減小開裂的危險(xiǎn),，拋光鋼材的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu),、硬度及碳化物分布必須均勻,。
2,、模具鋼在工藝性能方面的要求
①可加工性
鋼材的可加工性主要包括被切削加工性和冷熱塑性變形兩種，它取決于鋼的化學(xué)成分,、熱處理后的組織和冶金生產(chǎn)的內(nèi)部質(zhì)量,，近些年來，為了改善鋼的可加工性,，在一些鋼中加入易切削元素或改變鋼中的夾雜物的分布狀態(tài),，從而提高模具鋼的表面質(zhì)量和減少模具的磨損。在熱加工時(shí),，對一些高碳高合金的模具鋼,，特別 是改善碳化物的形態(tài)和分布、晶粒大小和奧氏體合金化程度十分重要,。
②淬透性和淬硬性
模具對這兩種性能的要求根據(jù)工作條件不同是各有側(cè)重的,，對于要求整個(gè)截面的硬度均勻性高的模具如錘鍛模用鋼，則其具有高的淬透性更顯重要,，而對只要求有高硬度的小型模具,，如沖裁落料模具鋼，則更偏重于高淬硬性,。
③熱處理變形性
模具零件在熱處理時(shí),，要求變形小，各個(gè)方向要有相近的變化,，且組織穩(wěn)定,。淬火變形小，除與淬火溫度,、時(shí)間和冷卻介質(zhì)等因素有關(guān)外，它主要取決于鋼的成分均勻,、冶金質(zhì)量和組織穩(wěn)定性,。
④脫碳敏感性
模具鋼在鍛造、退火或淬火時(shí),，在無保護(hù)氣氛下加熱,，其表面會(huì)產(chǎn)生氧化脫碳等缺陷，從而使模具在耐用度下降,。脫碳除了與熱處理工藝,、設(shè)備有關(guān)外，就材料本身而言,，主要取決于鋼的化學(xué)成分,、特別是碳含量，在含有較高的硅,、鉬等元素時(shí),，也會(huì)加劇脫碳,。
3、模具鋼在冶金質(zhì)量方面的要求
高的冶金質(zhì)量才能發(fā)揮鋼的基體本特性,，模具鋼的內(nèi)部冶金質(zhì)量與它的基本性能有同等的重要意義,，在研究性能的同時(shí)，必須研究冶金質(zhì)量影響因素,。一般較常遇到模具鋼的內(nèi)外質(zhì)量問題有以下幾個(gè)方面：
①化學(xué)成分的均勻性
模具鋼通常是含有多元素的合金鋼,，鋼在錠模具中從液態(tài)凝固時(shí)，由于選分結(jié)晶的緣故,，鋼液中各種元素在凝固的結(jié)構(gòu)中分布不均勻而形成偏析,，這種化學(xué)成分的偏析將造成組織和性能的差異，它是影響鋼材質(zhì)量的重要因素之一,。降低鋼的偏析度,，可以有效地提高鋼的性能。近些年來,，國內(nèi)外很多冶金廠都在致力研究生產(chǎn)成分均勻,、組織細(xì)化的鋼材。
②有害元素的含量
硫和磷在鋼凝固過程中形成磷化物和硫化物而在晶界沉淀,，因而產(chǎn)生晶間脆性,，使鋼的塑性降低，過高的S,、P含量,，會(huì)使鋼錠在軋制時(shí)易產(chǎn)生裂紋，而且會(huì)大大降低鋼的力學(xué)性能,。
③鋼中的非金屬夾雜物
質(zhì)量良好的鋼材不僅化學(xué)成分要符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,，并且鋼中的非金屬夾雜物的含量要盡可能地少，因?yàn)榉墙饘賷A雜物在鋼中所占的體積雖然很小,，但對鋼材的性能影響卻很大,。減少鋼中的非金屬夾雜物是煉鋼的主要任務(wù)之一。
4,、白點(diǎn)
白點(diǎn)是熱軋鋼坯和大型鍛件中比較常見的缺陷,，是鋼的內(nèi)部破裂的一種。
白點(diǎn)的存在對鋼的性能有極為不利的影響,，這種影響主要表現(xiàn)在使鋼的力學(xué)性能降低,，熱處理時(shí)使鍛件淬火開裂，或使用時(shí)發(fā)展成更為嚴(yán)重的破壞事故,，所以在任何情況下,，都不能使用有白點(diǎn)的鍛件。不同的鋼對白點(diǎn)的敏感程度是不同的,，一般認(rèn)為容易發(fā)生白點(diǎn)的鋼有鉻鋼,、鉻鉬鋼,、錳鋼、錳鉬鋼,、鉻鎳鉬鋼,、鉻鎢鋼等。其中以含W（C）大于0.30%,、W（Cr）大于1%,、W（Ni）大地2.5%的馬氏體鉻鎳鋼及鉻鎳鉬鋼等對白點(diǎn)的敏感性大。
5,、氧含量
對模具鋼一般都未規(guī)定鋼中的允許的氣體含量,。隨著氧含量的增加，氧化物的顆粒和數(shù)量都隨之增加,，鋼的疲勞性能降低,，熱裂紋也容易產(chǎn)生。
6,、碳化物的不均勻度
碳化物是絕大多數(shù)模具鋼的必需組分,，除可溶于奧氏體的碳化物外，還會(huì)有部分不能溶于奧氏體的殘留碳化物,。碳化物的尺寸,、形態(tài)、分布對模具鋼的使用性能等有十分重要的影響,。關(guān)于碳化物的尺寸,、形狀和分布是與鋼的冶煉方法、鋼錠的凝固條件以及熱加工變形條件等有關(guān),。
7,、偏析
偏析即鋼的成分與組織不均勻性的表現(xiàn)，這是在模具鋼的低倍組織的檢驗(yàn)中常存在的一種缺陷,。是鋼錠在凝固過程中形成的,，與鋼的化學(xué)成分和澆注溫度等有關(guān)。一般分為樹枝狀的偏析,、方形偏析、點(diǎn)狀偏析等,。
8,、疏松
疏松是鋼的不致密性的表現(xiàn)。疏松多數(shù)出現(xiàn)在鋼錠的上部及中部,，在這些地方因?yàn)榧辛溯^多的雜質(zhì)和氣體造成的,。由于疏松缺陷的存在，降低了鋼的強(qiáng)度和韌性,，也嚴(yán)重地影響了加工后的表面的粗糙度,。