熱鍛模具鋼熱加工模具鋼包含錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模。如前所述,熱加工模具作業(yè)條件的首要特征是與熱金屬接觸,這是與冷加工模具作業(yè)條件的首要差異。所以會(huì)帶來以下兩個(gè)問題:(1)模具型腔外表金屬受熱。一般錘鍛模作業(yè)時(shí),其模腔外表溫度可達(dá)300~400℃,熱擠壓模可達(dá)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(shí),型腔溫度可達(dá)1000℃以上。
如此高的運(yùn)用溫度將顯著降低模具型腔外表的硬度和強(qiáng)度,該外表在運(yùn)用過程中易于堆積。因而,熱模具鋼的基本功能要求是高的熱塑性變形抗力,包含高溫硬度和強(qiáng)度,以及高的熱塑性變形抗力,這實(shí)際上反映了鋼的高回火穩(wěn)定性。因而,能夠找到熱作模具鋼合金化的首一種途徑,即增加Cr、W、Si等合金元素能夠進(jìn)步鋼的回火穩(wěn)定性。(2)模具型腔外表金屬呈現(xiàn)熱疲憊(開裂)。熱鍛模具的作業(yè)特點(diǎn)是間歇性。每次成型鐵水后,模腔外表應(yīng)用水、油、空氣等介質(zhì)冷卻。因而,熱模的作業(yè)狀況是重復(fù)加熱和冷卻,使模腔外表金屬重復(fù)熱脹冷縮,即重復(fù)承受拉壓應(yīng)力。
成果,模腔外表呈現(xiàn)裂紋,這便是所謂的熱疲憊現(xiàn)象。因而,對(duì)熱模具鋼提出了次一個(gè)基本功能要求,即具有較高的抗熱疲憊功能。一般來說,影響鋼的熱疲憊抗力的首要因素有:①鋼的導(dǎo)熱系數(shù)。鋼具有很高的導(dǎo)熱性,能夠降低模具外表金屬的受熱程度,然后降低鋼的熱疲憊傾向。
一般認(rèn)為鋼的導(dǎo)熱系數(shù)與碳含量有關(guān),碳含量高時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)低,所以高碳鋼不適合熱作模具鋼。生產(chǎn)中一般運(yùn)用中碳鋼(C0.3%5~0.6%),含碳量過低,會(huì)導(dǎo)致鋼的硬度和強(qiáng)度降低,也是不利的。②鋼材臨界點(diǎn)的影響。一般鋼的臨界點(diǎn)(Acl)越高,鋼的熱疲憊傾向越低。所以鋼的臨界點(diǎn)一般經(jīng)過增加合金元素Cr、W、Si來進(jìn)步。然后進(jìn)步鋼的抗熱疲憊功能。
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