模具鋼材的鍛造和軋制

對于澆注成的鋼錠或電渣錠一般要經過鍛造或軋制成坯(也有直接鍛造或軋制成成材的),再采用冷、熱變形加工制成各種規格尺寸的我材來滿足用戶的需求。對于高、中合金模具鋼的開坯,一般采用鍛造開坯,尤其Cr12型的冷作模具鋼。對于低合金模具鋼可以用采初軋機軋制開坯,如塑料模具鋼等鋼。近些年來,為了提高鍛造效率和鍛造的尺寸精度,一般采用液壓快鍛機或精鍛機進行模具鋼的生產,對于鍛造應考慮的生產工藝要點有:

  • 保證足夠的壓縮比; 從鋼錠到坯、材的加工比,也稱壓縮比或鍛造比(簡稱鍛比),一般用K=F0/F(F0—鋼錠平均截面積,F—坯或材截面積)。如果分步加工,則總鍛壓比是各步的鍛壓比的總和,這是工模具鋼在熱加工過程中最主要的工藝參數,在有的鋼種的技術條件中,有明確的規定,一般不應小于4。尤其是模塊,對鍛造比和鐓粗比的要求更為嚴格。
  • 加熱溫度和升溫度; 鋼錠的加熱溫度是在模具鋼熱加工最重要的工藝參數,一般與鋼種的特性有關,主要取決于鋼的化學成分。如果加熱溫度過高,會引起過熱、過燒、晶粒粗大等缺陷。尤其是Cr12型的冷作模具鋼。加熱溫度過低,難以加工、也易出現裂紋,影響生產設備和效率。因此應嚴格規定鋼的加熱溫度。為保證鋼錠表面和中心部分的溫度梯度小和減小熱應力和組織應力,從而導致裂紋的產生,應緩慢升溫,并公幾段預熱保溫,然后逐漸升溫到加熱溫度,對于中、高合金模具鋼的冷錠一般不要高于600℃裝爐。
  • 終鍛溫度; 在鍛造過程中,在確保鋼材不出現裂紋的情況下,應盡量用較低的終鍛溫度,會獲得更細小的晶粒。其次,對于某些萊氏體鋼,在鍛造時避免終鍛溫度過低,而產生角裂和邊裂。
  • 變形工藝; 對于模具鋼的變形可以使用多種變形方式,冶金廠一般以拔長為主,對于大斷面的材或模塊,為了保證質量,有時采用鐓拔,即鐓粗與拔長相結合,這是增加鍛造比的主要方式。在變形過程中,應注意變形量的控制,對于如Cr12型的冷作模具鋼,每次的變形量不宜過大,以免出現裂紋。用精鍛機生產開坯時,尤其要注意變形道次和每道次的變形量的設計和鋼錠(鋼坯)的加熱溫度的控制,以免發生孔洞缺陷,因為精鍛機錘擊小且高頻鍛打,這對變形抗力大的難變形鋼種十分有利,但由此造成鋼材的表面變形,從而易形成孔洞。
  • 鋼坯的冷卻  模具鋼的大多數鋼鍛后或軋后要求緩冷或紅送退火,在緩冷坑中緩冷時,注意入坊的溫度和緩冷坑的保溫性能,一般鋼種在鍛后入坑,保溫時間不要低于48h。