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模具材料的预硬化技术基本知识的解读分享
作者:www.dthdzz.com 更新时间:2017-2-25 9:36:09 浏览次数:

随着加工机床和切削刀具性能的提高,模具材料的预硬化技术开发速度加快,到上个世纪80年代,国际上工业发达国家在塑料模用材上,使用预硬化模块的比例已达到30%(目前在60%以上)。我国在上世纪90年代中后期开始采用预硬化模块(主要用国外进口产品)。

模具在制造过程中,进行热处理是绝大多数模具长时间沿用的一种工艺。自上个世纪70年代开始,国际上就提出预硬化的想法,但由于加工机床刚度和切削刀具的制约,预硬化的硬度无法达到模具的使用硬度,所以预硬化技术的研发投入不大。

预硬化,就是钢材在钢厂出厂前预先进行调质处理,达到模具最终使用的硬度要求,模具加工成型后不用再进行热处理,避免模具变形导致报废,尤其制造大型模具时,更是不能冒这个风险,所以,一般都购买预硬化状态的钢材。

模具材料的预硬化技术,主要在模具材料生产厂家开发和实施。通过调整钢的化学成分和配备相应的热处理设备,可以大批量生产质量稳定的预硬化模块。我国在模具材料的预硬化技术方面,起步晚,规模小,目前还不能满足国内模具制造的要求。

采用预硬化模具材料,可以简化模具制造工艺,缩短模具的制造周期,提高模具的制造精度。

二.塑料模具钢大型预硬化模块的研究

近10年来,抚顺特殊钢股份有限公司和国内的科研院校共同合作,对涉及大尺寸模块生产的LF+VD炉外精炼、钢锭模设计、氩气保护浇注、大型钢锭高温扩散、锻造工艺,淬火及高温回火等方面的冶金技术进行了系统研究,获得了大量生产工艺参数和相关技术专利。

一般说来,材料中的点状脆性夹杂和条状硫化物夹杂,在抛光过程中容易剥落,使模具表面形成“点蚀”和“橘皮”等缺陷。因此,提高钢材纯净度,减少钢中非金属夹杂物和T[O]、ω[S],是研制高品质塑料模具钢的材料基础。

多年来的系统研究结果表明:

(1)抚顺特钢研制的1.2378钢大型预硬化模块,横截面硬度偏差≤3.5HRC,能够满足模具行业对高质量塑料模具钢的需求;

(2)对于中国特殊钢行业普遍采用的UHP+LF+VD+MC电弧炉流程而言,LF+VD精炼过程、钢锭模设计和浇注过程保护等方面的工艺参数和过程控制,对材料的纯净度影响最为重要。

①通过优化LF+VD精炼工艺参数,使LF和VD精炼过程中炉渣碱度分别保持3.5-4.0和3.0-3.5,精炼后能够保证钢中ω[S]控制到0.003%,T[O]≤12×10-6;

②改进钢锭模设计,将28T钢锭模尾椎形状和入口倒角优化设计后,尾部夹杂废品率由6.81%降低到1.55%;

③通过控制氩气流量,采取氩气保护浇注等措施,非金属夹杂物≤2.0级。

(3)通过可减轻成分偏析的高温扩散和用FM法锻造,保证了模块显微组织和致密度满足模具要求。为保证塑料模具钢模块内部质量,拔长时采用的FM锻造法,利用上窄砧和下宽平台拔长时坯料产生的不对称变形,使钢锭心部缺陷较多的部位避开拉应力的破坏作用,从而保证锻造效果。

(4)采用水-空控时淬火冷却技术,进行大型塑料模具钢模块淬火处理获得成功,为热处理技术向安全、环保方向发展做出了有益探索。

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