深度解讀Cr12系列高合金冷作模具鋼鍛造特點和六面鍛造工藝
國產Cr12系列高合金冷作模具鋼包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr12W、Cr12V、Cr12Mo等,進口Cr12系列高合金冷作模具鋼包括日本日立模具鋼SLD、SLD-MAGIC、日本大同模具鋼DC1、DC2、DC3、DC5、DC8、DC11、瑞典一勝百模具鋼XW-5、XW-41/XW-42、德國葛利茲模具鋼W.1.2379、瑞典烏德霍姆工具鋼SVERKER-3、SVERKER-21等,這些牌號鋼種均屬于萊氏體鋼,鑄態下有共晶組織存在,需要進行充分熱加工,將網狀共晶碳化物打碎。這種鋼由于碳化物數量較多,一般情況雖經鋼廠的熱加工,但往往仍存在著一定的碳化物偏析。一些不正規小廠生產的Cr12鋼、Cr12MoV鋼碳化物偏析更嚴重,使鋼的力學性能呈各向異性易引起熱處理后的變形與斷裂。因此在使用這兩種鋼制作較復雜模具時,應對原鋼材進行鍛造,并反復鐓粗、拔長,以消除鋼中碳化物的不均勻性,這也有利于減少模具加工后的熱處理變形和斷裂。
不能把鍛造簡單地理解為毛坯成形。鍛造不但可以將鑄錠或型材中的氣孔、疏松、縮孔、微裂紋焊合起來,提高鍛坯的致密度,而且可以碎化、細化共晶碳化物,把粗大的枝晶狀共晶碳化物打散打碎,提高碳化物分布的均勻性,細化碳化物的粒度。因此,鍛造是提高Cr12系列高合金冷作模具鋼內在質量、延長模具使用壽命的關鍵。要達到上述目的,必須對Cr12系列高合金冷作模具鋼進行合理的鍛造。下面是東莞弘超技術中心編輯整理的有關Cr12系列高合金冷作模具鋼的鍛造特點和六面鍛造工藝。
⒈Cr12系列高合金冷作模具鋼的鍛造特點:
⑴、Cr12系列高合金冷作模具鋼的塑性差。萊氏體鋼中碳化物數量多,且硬而脆,可塑性極差,尤其當共晶碳化物枝晶非常發達、塊度又很粗大時,最容易鍛裂。
⑵、Cr12系列高合金冷作模具鋼的變形抗力大。由于鋼中碳及合金元素含量高,奧氏體再結晶溫度高,其變形抗力比碳素工具鋼要高2~3倍。
⑶、Cr12系列高合金冷作模具鋼的導熱性差。由于鋼的導熱性能差,加熱時必須分階段預熱,否則在加熱時就會開裂。
⑷、Cr12系列高合金冷作模具鋼加熱時容易過燒。未經鍛造的鋼中,共晶碳化物多呈堆集狀網狀分布,該處熔點最低,很容易熔化,因此鍛造加熱溫度不能太高。但該類鋼材變形抗力大,鍛造加熱溫度又不能太低,因而鍛造溫度區間比較狹窄。⒉Cr12系列高合金冷作模具鋼六面鍛造工藝:
六面鍛造是指三向鐓粗和拔長的聯合工藝,每次都要有一定的鍛造比,才能使共晶碳化物逐步變成無規則均勻分布,或接近均勻分布。單方向拔長是實際生產中常用的方法,網狀堆集分布的碳化物被鍛成帶狀堆集分部,碳化物也有所碎化,這樣的鍛造工藝對長軸類工件尚屬可行,但對于模具而言,單方向拔長就會出現明顯的各向異性。本文幾個圖片是Cr12MoV鋼的三種不同的鍛造組織。
下圖所示是只經輕微鍛造成形的模具組織,碳化物呈網狀堆集。
圖4-5所示是經單方向拔長后的模具組織,碳化物呈帶狀堆集。
上面題圖所示是Cr12MoV鋼碳化物均勻細小分布金相組織圖,是經六面鍛造后的模具組織,碳化物呈無規則均勻分布,是比較理想的碳化物分布,模具的使用壽命因此也特別長。大型模坯雖經合理鍛造,但其中心組織仍難以得到重大改善。
鍛造鐓拔次數應根據下面具體情況決定,但不得少于三鐓三拔。模具鍛件的技術要求一般韌性要求較高的精密加工的小型模具,要求碳化物不均勻級別小于或等于2級,一般模具或大型模具可適當放寬要求。若供應的鋼材中碳化物不均勻級別較高,例如:未經開坯軋制的電渣鋼錠,樹枝狀分布的碳化物非常發達,碳化物不均勻級別高,就必須反復鐓拔鍛造,即使如此,仍很難用鍛造方法使碳化物分布全面改觀。又如,大型模具所用的大尺寸鋼材,雖經軋制,但鋼材中心的碳化物多半仍保留網狀堆集分布。對于這種大型模坯,必須制訂妥善的鍛造工藝規程,進行合理的六面鍛造,即使如此,碳化物不均勻級別也很難低于3級。
模坯即使經過良好的六面鍛造,碳化物仍然或多或少存在著方向性分布,因此在下料時就要先考慮模具的長邊應與軋制方向一致,以便充分利用其較高的縱向性能和碳化物分布比較均勻的外緣部分金屬,而孔型和磨損最大的部分,應盡可能避開坯料質量最差的中心部位,因為該處的碳化物最不容易均勻化。更多信息
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