熱作模具的工作條件
? 熱作模具包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類(lèi)。如前所述,熱作模具工作條件的主要特點(diǎn)(diǎn)是與熱態(tài)(tài)金屬相接觸、這是與冷作模具工作條件的主要區(qū)別。因此會(huì)(huì )帶來(lái)以下兩方面的題目:
(1)模腔表層金屬受熱。通常錘鍛模工作時(shí)(shí),其模腔表面溫度可達(dá)300~400℃以上熱擠壓??蛇_(dá)500-800℃以上;壓鑄模模腔溫度與壓鑄材料種類(lèi)及澆注溫度有關(guān)(guān)。
如壓鑄玄色金屬時(shí)(shí)模腔溫度可達(dá)1000℃以上。這樣高的使用溫度會(huì)(huì )使模腔表面硬度和強(qiáng)度明顯降低,在使用中易發(fā)(fā)生打垛。為此,對(duì)熱模具鋼的基本使用性能要求是熱塑變抗力高,包括高溫硬度和高溫強(qiáng)度、高的熱塑變抗力,實(shí)(shí)際上反映了鋼的高回火穩(wěn)定性。由此便可以找到熱模具鋼合金化的第一種途徑,即加進(jìn)(jìn)Cr、W、Si,等合金元素可以進(jìn)(jìn)步鋼的回火穩(wěn)定性。
(2)模腔表層金屬產(chǎn)(chǎn)生熱疲憊(龜裂)。熱模的工作特點(diǎn)(diǎn)是具有間歇性,每次使熱態(tài)(tài)金屬成形后都要用水、油、空氣等介質(zhì)(zhì)冷卻模腔的表面。因此,熱模的工作狀態(tài)(tài)是反復(fù)受熱和冷卻,從而使模腔表層金屬產(chǎn)(chǎn)生反復(fù)的熱脹冷縮,即反復(fù)承受拉壓應(yīng)力作用,其結(jié)果引起模腔表面出現(xiàn)龜裂,稱(chēng)為熱疲憊現(xiàn)象,由此,對(duì)熱模具鋼提出了第二個(gè)(gè)基本使用性能要求,即具有高的熱疲憊抗力。一般說(shuō)來(lái),影響鋼的熱疲憊抗力的因素主要有:
①鋼的導(dǎo)熱性。鋼的導(dǎo)熱性高,可使模具表層金屬受熱程度降低,從而減小鋼的熱疲憊傾向性。一般以為鋼的導(dǎo)熱性與合碳量有關(guān)(guān),含碳量高時(shí)(shí)導(dǎo)熱性低,所以熱作模具鋼不宜采用高碳鋼。在生產(chǎn)(chǎn)中通常采用中碳鋼(C0.3%~0.6%)合碳量過(guò)低,會(huì)(huì )導(dǎo)致鋼的硬度和強(qiáng)度下降,也是不利的。
②鋼的臨界點(diǎn)(diǎn)影響。通常鋼的臨界點(diǎn)(diǎn)(Ac1)越高,鋼的熱疲憊傾向性越低。因此,一般通過(guò)加進(jìn)(jìn)合金元素Cr、W、Si、引來(lái)進(jìn)(jìn)步鋼的臨界點(diǎn)(diǎn)。從而進(jìn)(jìn)步鋼的熱疲憊抗力。