模具鋼的性能應(yīng)該滿足某種模具完成額定工作量所具備的性能,但因各類(lèi)模具使用條件及所完成的額定工作量指標(biāo)均不相同,故對(duì)模具性能要求也不同。因此,改變模具鋼材性能對(duì)我們的模具及后續(xù)的工作生產(chǎn)起著很其重要的意義。那么,如何改變模具性能呢?
模具鋼材的性能主要由模具鋼材的成分和熱處理后的組織所決定,所以改變模具性能主要如下:
1.改變合金成分
(1)碳:C
功能:增加淬火組織的硬度;形成碳化物,提高耐磨性;降低韌性;降低可焊性。
(2)鉻:Cr
功能:提高鋼之硬度,形成堅(jiān)硬及穩(wěn)定的碳化鉻,從而改善耐磨性;能提高鋼的淬透性;當(dāng)Cr含量超過(guò)12%時(shí),具耐腐蝕作用,并提供良好的拋旋光性。
(3)鉬:Mo
功能:Mo是強(qiáng)碳化物形成元素,提高耐磨性;Mo>0.5%時(shí)能抑止其他合金元素引致之回火脆性;提供紅硬性,熱強(qiáng)度;提高淬透性,回火穩(wěn)定性。
(4)釩:V
功能:可以形成高硬度碳化物,提高耐磨性;細(xì)化鋼的晶粒,降低過(guò)熱敏感性;提高鋼之強(qiáng)度、韌性及回火穩(wěn)定性。
(5)鎳:Ni
功能:Ni能提高鋼的淬透性;Ni能細(xì)化晶粒。
(6)硫:S
功能:常以MnS形式存在鋼中,割裂基體的連續(xù)性,惡化材料的韌性、抗腐蝕性、拋旋光性、放電加工性、蝕紋性,可提高材料的切削能力。
2.改進(jìn)冶煉工藝
(1)普通煉鋼工藝
(2)電渣重熔(ESR)
將粗鋼坯置于電渣爐中,通入強(qiáng)電流,使電爐產(chǎn)生很高的溫度,使粗鋼坯熔化成鋼水,鋼水流經(jīng)電渣,雜質(zhì)被電渣過(guò)濾吸附,從而達(dá)到純化的效果。整體重熔速度快,但一些非常細(xì)小的雜質(zhì)并未除去。
(3)真空電弧重熔(VAR)
在真空爐里,通入強(qiáng)電流在鋼胚上,鋼胚底部開(kāi)始熔化,雜質(zhì)汽化成氣體被抽走,從而將鋼材純度提高,而且,它是一滴一滴地凝固,凝固速度非常快,組織變得很致密。特點(diǎn)是雜質(zhì)去得,但整體重熔速度慢。
3.采用熱處理
鋼材的熱處理,是指經(jīng)過(guò)加熱然后冷卻,通過(guò)控制鋼材的加熱溫度、保溫時(shí)間及冷卻速度來(lái)改變鋼的性能,以滿足加工或使用要求的工藝過(guò)程。
主要的熱處理工藝有:退火、正火、淬火和回火。
拓展閱讀
模具鋼材的性能要求主要有哪些?
【硬度】
硬度表征了鋼對(duì)變形和接觸應(yīng)力的抗力。測(cè)硬度的試樣易于制備,車(chē)間、試驗(yàn)室一般都配備有硬度計(jì),因此,硬度是很容易測(cè)定的一種性能,而且硬度與強(qiáng)度也有一定關(guān)系,可通過(guò)硬度強(qiáng)度換算關(guān)系得到材料硬度值。
【強(qiáng)度】
強(qiáng)度即鋼材在服役過(guò)程中,抵抗變形和斷裂的能力。對(duì)于模具來(lái)說(shuō)則是整個(gè)型面或各個(gè)部位在服役過(guò)程中抵抗拉伸力、壓縮力、彎曲力、扭轉(zhuǎn)力或綜合力的能力。
【塑性】
淬硬的模具鋼塑性較差,尤其是冷變形模具鋼,在很小的塑性變形時(shí)即發(fā)生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞,通常采用斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率兩個(gè)指標(biāo)表示。