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公司新聞  
模具鋼的鍛造工藝
添加時間:2014-3-3 10:16:58   點擊次數:  1574  次

模具鋼的鍛造要求較高,尤其高碳高絡鋼、高速鋼及新型冷作模具鋼Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV及基體鋼等,由于導熱性差、塑性低、變形抗力大、鍛造溫度范圍窄、淬透性高、組織缺陷較嚴重、變形發熱效應較大等特點較難鍛造。
(1)鍛造比。鍛造后的面積與鍛造前面積之比稱為鍛造比,比值應隨截面的增大而增加。直徑Φ40~120mm的高合金鋼材,一般取8~18。鍛造比太小時,不能改變碳化物的不均勻分布。淬火后產生不規則的變形,磨削過程中產生龜裂,使用過程中易產生崩裂。對Cr12、Cr12MoV、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等鋼種,希望總鍛造比大一些,即三次墩粗拔長之總鍛造比為8~10。但過大的鍛造比(>20)并不可取,由于增加火次,加大了鍛裂的危險,降低了效率。
除應注意總鍛造比外,每次鐓粗或拔的單次鍛造比,對鍛造效果也有明顯的影響。如單次鍛造比小于1.5時,變形僅限于坯料的表面,對心部組織改善效果較差,即使采用足夠的決鍛造比,也不能過到預期效果。因此,一般取單次鍛造比為2~3,如采用5~10則效果更好。如改鍛Φ100mm×300mm的Cr12MoV鋼材時,取總鍛造比25,單次鍛造比5~10,鍛成??楦韃課壞奶薊鋝瘓榷染患?。但過大的鍛造比使操作困難,容易鍛裂。
(2)常用鍛造方法
1)單向鐓拔。適用于原材料的碳化物不均勻度級別與鍛件的要求較接近的情況。鍛造操作較簡單,即使要求流線呈黃向分布,亦可在鐓拔完畢后,換向成形。如最后為鐓粗狀態,則流線呈幅射狀分布。采用這種鍛造方法,可進一步擊碎碳化物,鐓粗比應大于3。為便于拔長并降低鐓粗過程中側面開裂傾向,對合金鋼鍛件廣泛采用方柱鐓粗,即先將圓鋼鍛成四棱為圓角的方柱體,再進行鐓粗。單向鐓拔使鋼材組織最致密的表面層在鐓拔過程中又受到劇烈的錘擊和變形,組織進一步改善,鍛后仍處于圓周部分。因而適用于工作部分沿圓周部分的重載模具如滾絲模、圓剪刃等。
但端面開裂傾向大,端面是鋼材組織最關的部分,在反復鐓粗時,端面與砧面接觸時間長降溫大,在拔長時易開裂;心部金屬流動量小,心部組織改善效果差。
2)單向拔長。對于長度與直徑之比較大的工作,當材料的碳化物不均勻度級別接近鍛件要求時,可采用單向拔長。鍛造比愈大,碳化物粉碎愈細,分布愈均勻。但過大的拔長鍛造比,容易使碳化物成帶狀組織,影響橫向力學性能。因此,單向拔長鍛造比以2~4為宜。
3)橫向鐓拔。高速鋼工具的刃口分布在圓周上,對鍛坯采用單向鐓拔方式較普遍。模具的工作型腔及刃口多在端部及中心處。大規格的高合金鋼中心部位鍛造開裂傾向大,因而廣泛采用橫向鐓拔方式。
橫向鐓拔,是將毛坯軸鐓粗后轉90℃,沿垂直于流線的方向作多次鐓拔,最終在鐓粗或拔長狀態下整形。橫向鐓拔操作方便,有利于采用大鐓粗比。拔長時端面開裂傾向低,鋼材截面上最致密、塑性好的表面,始終處于拔長時的端面,坯料與錘砧接觸面經常變換,因而溫度均勻。鍛造大規格高合金鋼材時,可有效地克服由于中心疏松造成的端面中心開裂。對心部組織改善效果好,鍛坯端面的組織好。
但鍛坯的外圈組織不均勻,變形主要在橫向進行,鋼材原心部流向側面;流線方向不易掌握。單純的橫向鍛造方式不適合于制作工作部分位于周圍的滾壓模具及要求淬火微變形的精密模具。
4)多向反復鐓拔。對于高合金模具鋼,原材料規格大于Φ80mm和碳化物不均勻度超過4級時,一般要采用反復鐓拔。

此法綜合了單向及橫向兩種鍛造方式的特點,對鋼料從三個方位進行反復換向鍛造。為了保證鍛件有足夠的變形量,毛坯拔長后的長度應為直徑或邊長的2.5~3倍,鐓粗后的高度為鐓粗前高度的一半左右。采用十字鍛造法和綜合鍛造法,操作技術要熟練,否則易出現打裂現象。
多向鐓拔是獲得優摶模具毛坯的一種常用鍛造方式。其特點是鍛造變形均勻,易鍛透,組織改善全面,碳化物細碎。但多向鐓拔操作復雜,開裂傾向比單純橫向鍛造要大,流線方向難以掌握。必須選用足夠噸位的鍛錘和足夠大的鍛造比,保證鍛透。對于直徑Φ80mm騍的高合金鋼,其總鐓拔數取6~8次,總鍛造比不少于15。
用直徑為Φ80mm×75mm,重2.8kg的Cr12MoV鋼料,以總鍛造比21,單鍛造比3.5按三向循環鐓拔方式六鐓六拔后,碳化物不均勻度全面改善到1級,流線徹底打亂,碳化物顆粒呈無定向分布。因而三向鐓拔對改善組織效果既快又好。但存在流線方向難以記清的操作復雜的缺點。
4.注意錘擊操作
在錘擊時應做到“兩輕一重”及“兩均勻”的操作要領。對低倍組織差,心部鍛裂傾向大的坯料,可采用V形胎模鍛造。根據坯料的大小和要求,選擇合適的設備。鍛錘噸位過小時,錘擊力不足,變形只發生在表層,中心部分碳化物不能擊碎;噸位太大時,錘擊過重,容易出現裂紋。兩輕一重是指始鍛及停鍛時應輕擊,中間進行重擊。始鍛時溫度高,晶粒粗大晶界強度低,如重擊會引起心部溫度上升,形成過熱斷裂,裂紋呈粗糙斷口;中間溫度時,由于碳化物開始析出,強度增加,塑性良好,可以用中等力量或重錘打,接近終鍛溫度時塑性大為降低,必須用輕錘慢打。
均勻是指注意各部分變形及溫度的均勻。無論在鐓粗或拔長時,對角線鍛打容易導致中心開裂。在鐓粗時應防止側面形成過大的彭形或歪斜,以采用柱鐓粗方式較有利。拔長時應掌握每次壓下量在0.6~0.8H(H為鐓粗前毛坯高度)左右。壓下量過大則展寬大,易導致十字開裂;過小則鍛不透。
鍛造時,為了保持各部分溫度均勻,當局部溫度過高時應輕擊或稍停片刻。錘砧邊緣應倒成圓角并預熱保持200~300℃左右。毛坯出現尖棱應及時倒角。沖孔時沖頭應預熱至200~300℃,避免單面沖孔,應從兩面沖孔,以防孔口缺肉或出現裂紋。
進一步詳情請致電021-59840779,以獲得更多有關模具選材、模具熱處理工藝及相關的應用信息。

 
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