我国提高模具钢冶金质量的若干途径

  随着近几年科技的发展，模具行业的技术应用也在不断提升着。模具企业一直着力于提高模具钢冶金质量的途径的研究中。经过多年的努力探索，目前，国内外主要冶金生产部门致力于模具钢材冶金质量的提高主要有以下几个方面：


    1、冶炼质量对于高质量的模具钢材，国内外广泛采用炉外精炼、真空处理、真空冶炼、喷粉处理、电渣重熔等工艺、降低钢中的有害元素、氧、氢和夹杂物的含量，进行化学成分和浇注温度的微调。通过电渣重熔还能够有效地改善钢的低倍组织和致密度，提高模具钢材的等向性。国内一些生产厂的试验说明电弧炉生产的4Cr5MoSiV1钢的横向冲击韧度值只相当于纵向的31%，通过电渣重熔以后的4Cr5MoSiV1钢，横向冲击韧度值可相当于纵向的70%，提高1倍以上。对于特殊要求的模具钢材，则采用粉末冶金工艺生产的粉末高速钢和粉末高合金模具钢，可以更好地改善钢的组织和性能。


    2、锻造轧制工艺在保证一定的锻造比的基础上，尽可能采用镦粗一拔长锻造和交叉轧制工艺，以提高模具材料的等向性。为了减少加工余量，提高材料的利用率，广泛采用精锻机、快锻水压机、高精度连轧机生产，提供高精度的钢材适应模具制造的需要。


    3、热处理和精加工锻、轧材的热处理，应采用可控气氛或真空热处理，避免氧化脱碳，对有些塑料模具钢和热作模具钢应由冶金部门进行预硬处理。对有些要求高的热作模具材料应由冶金部门预先进行组织细化处理，消除钢中的粗大碳化物和链状分布的碳化物，得到细小、均匀分布的碳化物组织，以进一步改善钢的各种性能，特别是等向性。根据国外的一些报道，有些热作模具钢通过电渣重熔—多向锻造（轧制）—组织细化处理，生产出高质量高等向性的模具钢，其横向的冲击韧度值可以相当于纵向的90%以上。不少钢厂对这种工艺生产的钢命名了商品牌号,如奥地利伯乐钢厂的ISODISC；日本日立金属公司的ISOTROPY，日本高周波钢业公司的MICROFINE等，我国不少冶金生产部门也在致力于这项工作。另外从钢材各部位的冶金质量考虑，制造模具时应注意使模具的主要工作面（如型腔或刃部）选择接近钢材的表面位置；因为在一般情况下钢材的表面是钢材比较清洁的部位，而钢材的心部是钢材低倍缺陷比较集中的区域；特别是在大截面莱氏体钢材中，中心部位钢的共晶碳化物不均匀度会比表面部位高出2～3级。还有模具的主要承受载荷的方向最好能选择与钢材的变形方向相一致，以减少钢材的各向异性对模具的不利影响。


    4、导热性导热性也是模具钢材，特别是有些热作模具钢材和塑料模具钢材的主要性能指标之一。导热性好的模具钢材，能把加工中产生的热量和加工工件传来的热量迅速传出，避免模具工作表面产生过热现象改善模具的工作条件。对一些热塑性塑料成形用的模具和一些压铸模具，为了加快生产节奏希望压制的工件迅速降温脱模，以提高生产率，为了解决这一问题，有时选用一些比钢铁导热性更好的模具材料，如高强度铜合金、高强度铝合金等。