延长高铬模具钢寿命的锻造工艺研究.pdf

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1、医Forming延长高铬模具钢寿命的锻造工艺研究哈尔滨电机厂有限责任公司(黑龙江150040)王丽梅康宝军模具制造业是使用各种合金工具钢最多、最广可达64HRC以上，冲模寿命提高2～3倍。的领域。通常使用的有以下品种：碳素工具钢、低(2)凸模折断此形式尤其在非圆形冲孔(或合金工具钢、高中铬模具钢，相对于前两种钢而落料)凸模上突出，这除与材料性能、热处理有关言，高铬模具钢具有更好的耐磨性和淬透性，且淬外，与其横断面复杂也有重要关系。因此，为防止火变形微小，因此应用广泛。这类失效，不仅要提高模具锻坯性能及强化表面，长期以来，国产制造的模具寿命普遍偏

2、低，与还应在不影响冲压件质量的前提下，改善凸模横断发达国家先进水平相比，相同制模材料或类似甚至面复杂形状，消除如锐角、凹口、凸台、齿形及细完全相同的冲压件模具，一般使用寿命只有发达国长悬臂等易造成应力集中的因素。家的1／3～1／2。主要差距表现在制模材料成分、锻(3)成形型腔磨损、局部压塌、凸模镦粗等坯质量及制模工艺等方面。失效主要发生在压印、压花、拉深、弯曲、冲1．冲模锻坯质量挤、打扁、聚积、挤凸、凸肚及缩径等成形冲模工序。对这类失效除材料问题外，通过模腔表面强化通常冲模的失效形式主要是磨损，其次是变处理、表面研磨抛光(R=0．1m)，再配以

3、有效形、疲劳和断裂。磨损是最常见而又普遍的失效形润滑，模具寿命将大幅提高。式。通过对大量失效报废冲模的分析研究可知，无论哪种失效形式都与冲模的凸凹模材料性能及其内2．高铬模具钢改锻的意义在质量有密切相关。作为冲模常用材料的高铬模具钢，其力学性能冲模失效有以下几种情况：的高低，与冲模的使用和寿命息息相关。在国外常(1)刃口过量磨损这主要发生在冲裁模上，通过改锻来提高高合金工具钢的力学性能，而国其凸凹模磨损与其制模材料性能和热处理有关。因产高合金工具钢，尤其是冷作模具用高合金工具此，冲裁凸凹模锻坯应选用耐磨优质合金材料，采钢(~1Cr12、Crl2

4、MoV)，其共晶碳化物极不均用改锻工艺制坯；热处理除需淬透外，对凸凹模还匀，若不改进，是不能满足冲模需要的。因此，需要作渗氮、软氮化等表面强化处理。这样模具硬度采用先进锻造工艺进行改锻，以达到制模要求。4．结语Cr含量较高时，即使C含量降低也可获得适当高的冷轧工作辊材料从最初使用的轴承钢逐步发展淬硬性，提高综合使用性能。目前，高速钢及半高到含2％Cr、3％Cr、5％Cr钢，以及高铬铸铁、高速速钢轧辊都是铸造的复合轧辊，最初用于带钢热轧机工作辊，近年来已开始用于带钢冷轧机工作辊。钢、半高速钢。材质的发展经历了Cr含量由低到高的过程，而C含量则是由

5、高到低的趋向，一定程度今后发展目标必然是整体锻造的半高速钢及高速钢上打破了原来淬硬性与含c量关系的固有观念，当冷轧工作辊。MW(20121229)7220，章熟处理馏莓参’，曷’⋯工。热”加工www．meto1worklnllgSO．com压Forming冷作模具高合金钢的锻造，不仅限于获得理想钢，必须在始锻温度下，加大锻造比，猛烈锻打使的几何形状，消除冶金缺陷(如锻焊内部疏松、非其锻透，改善其内部质量。而高合金工具钢，特别氧化气孔等)，更重要的是通过合理的锻造操作，是低塑性合金钢，因塑性太低，不能用自由锻造方大幅提高钢的力学性能。法。但当其处

6、在全向不等值压缩状态下(即三向受3．改锻的基本工艺要素压应力状态)，其塑性可得到提高。在挤压筒中挤压和闭式模腔中模锻，属于这种应力状态。高合金工具钢轧(锻)材的改锻与一般自由锻用自由锻工艺锻造高合金模具钢时，若采用有别，各个环节都有具体的要求。欲将其改锻成高“方一扁方一方”拔长的锻造工步，则锻坯受力状质量的凸凹模锻坯，必须事先确定好以下一些基本态可看作近似的三向压应力状态，可更好地锻透并要素。挖掘材料的塑性潜力。(1)对原始毛坯的要求模具制造大都是单(4)高铬模具钢改锻工步的选定高合金工具件、小批量生产，模具锻坯的原始毛坯下料主要采钢冲模锻坯，

7、要求其共晶碳化物颗粒应细小而均匀用锯切割。要求两端平整(倾角小于10。)，其分布，无宏观、微观偏析。未经精炼的国产高合金毛坯尺寸还应考虑加工余量和火耗。为了满足首次工具钢轧(锻)材，需进行改锻才能改变材料力学镦粗锻造比，便于击碎材料组织中颗粒粗大的碳化性能，满足冲模锻坯的要求。目前行之有效的改锻物，推荐按下式确定毛坯长度尺寸：方法有以下几种：①顺纤维方向镦拔3次以上。沿2d

8、坯高速钢及小尺寸高合金工具钢锻坯的改锻。缺点是边长。若镦拔次数不足或锻造比过小则锻不透，从而导致(2)加热规范常用高合金工具钢锻造加热规碳化物分布有明