熱鍛模具鋼鋼鐵廠的熱作模具鋼包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模。如前所述,熱加工模具工作條件的主要特征是與熱金屬接觸,這是與冷加工模具工作條件的主要區(qū)別。
所以會帶來以下兩個問題:(1)模具型腔表面金屬受熱。通常錘鍛模工作時,其模腔表面溫度可達300~400℃,熱擠壓??蛇_500 ~ 800℃;壓鑄模具的型腔溫度與壓鑄材料的類型和澆注溫度有關(guān)。例如,壓鑄黑色金屬時,型腔溫度可達1000℃以上。如此高的使用溫度將顯著降低模具型腔表面的硬度和強度,該表面在使用過程中易于堆積。因此,熱模具鋼的基本性能要求是高的熱塑性變形抗力,包括高溫硬度和強度,以及高的熱塑性變形抗力,這實際上反映了鋼的高回火穩(wěn)定性。
熱作模具工作時承受很大的沖擊力,型腔與高溫金屬接觸,反復加熱冷卻,使用條件差。為了滿足熱作模具鋼的要求,熱作模具鋼應具備以下基本特性:
一般來說,熱作模具鋼廠錘鍛模用鋼存在兩個突出問題。一是工作時承受沖擊載荷,因此對鋼材的力學性能要求較高,尤其是較高的塑性變形抗力和韌性;二、錘鍛模截面尺寸大(
熱擠壓模具的工作特點是加載速度慢,因此模腔受熱溫度高,通??蛇_500-800℃。這種鋼的使用性能應基于高溫強度(即高回火穩(wěn)定性)和高抗熱疲勞性。
因此,可以找到熱作模具鋼合金化的一種途徑,即添加Cr、W、Si等合金元素可以提高鋼的回火穩(wěn)定性。熱疲勞(開裂)發(fā)生在模具型腔的金屬表面。熱鍛模具的工作特點是間歇性。每次成型鐵水后,模腔表面應用水、油、空氣等介質(zhì)冷卻。因此,熱模的工作狀態(tài)是反復加熱和冷卻,使模腔表面金屬反復熱脹冷縮,即反復承受拉壓應力。結(jié)果,模腔表面出現(xiàn)裂紋,這就是所謂的熱疲勞現(xiàn)象。因此,對熱模具鋼提出了二個基本性能要求,即具有較高的抗熱疲勞性能。
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