对于浇注成的钢锭或电渣锭一般要经过锻造或乳制成坯(也有直接锻造或轧制成材的),再采用冷、热变形加工制成各种规格尺寸的钢材来满足用户的需求。对于高、中合金模具钢的开坯,一般采用if造开坯,尤其Cr12型的冷作模具钢。对于低合金模具钢可以采用初轧机轧制开坯,如塑料模具钢P20(SM3Cr2Mo)、718(SM3Cr2NiMnMo)等钢。近些年来,为了提高锻造效率和锻造的尺寸精度,一般采用液压快锻机或精锻机进行模具钢的生产,对于锻造应考虑的生产工艺要点有:
(1)保证足够的压缩比
从钢锭到坯、材的加工比,也称压缩比或锻造比(简称锻比),一般用k=F0/F(F0一钢锭平均截面积,F一述或材截面积)。如果分步加工,则总锻压比是各步的锻压比的总和,这是工模具钢在热加工过程中很主要的工艺参数,在有的钢种的技术条件中,有明确的规定,一般不应小于4。尤其是模块,对锻造比和镦粗比的要求更为严格。
(2)加热温度和升温速度
钢锭的加热温度是在模具钢热加工很重要的工艺参数,一般与钢种的特性有关,主要取决于钢的化学成分。如果加热温度过高,会引起过热、过烧、晶粒粗大等缺陷。尤其是Cr12型的冷作模具钢。加热温度过低,难以加工、也易出现裂纹,影响生产设备和效率。因此应严格规定钢的加热温度。为保证钢锭表面和中心部位的温度梯度小和减小热应力和组织应力,从而导致裂纹的产生,应缓慢升温,并分几段预热保温,然后逐渐升温到加热温度,对于中、髙合金模具钢的冷键一般不要高于600°C装炉。
(3)终锻温度
在锻造过程中,在确保钢材不出现裂纹的情况下,应尽量用较低的终锻温度,会获得更细小的晶粒。其次,对于某些莱氏体钢,在锻造时避免终锻温度过低,而产生角裂和边裂。
(4)变形工艺
对于模具钢的变形可以使用多种变形方式,冶金厂一般以拔长为主,对于大断面的材或模块,为了保证质量,有时采用镦拔,即镦粗与拔长相结合,这是增加锻造比的主要方式。在变形过程中,应注意变形量的控制,对于如cr12型的冷作模具钢,每次的变形量不宜过大,以免出现裂纹。用精锻机生产开坯时,尤其要注意变形道次和每道次的变形量的设计和钢锭(钢坯)的加热温度的控制,以免发生孔洞缺陷,因为精锻机锤击力小且高频锻打,这对变形抗力大的难变形钢种十分有利,但由此造成钢材的表面变形,从而易形成孔洞。
(5)钢坯的冷却
模具钢的大多数钢锻后或轧后要求缓冷或红送退火,在缓冷坑中缓冷时,注意入坑的温度和缓冷坑的保温性能,一般钢种在锻后入坑,保温时间不低于48h。
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