硬質合金軋輥材料的內部冶金質量要求:
具有優良的冶金質量才能充分發揮鋼的基本特性,模具鋼的內部冶金質量與它的基本性能具有同等重要的意義。冷作模具鋼的內部治金質量要求有化學成分均勾性、磷和硫的含量、鋼中夾雜物、碳化物均勻性、疏松。
(1)化學成分不均勻性。
模具相通常是含有多種元素的合金鋼,鋼在錠模中從液態凝固時,由于選分結晶的緣故,鋼液中各種元素在凝固的結構中分布不均勻面形成偏析。這種化學成分的偏析將造成組織和性能的差異,是影響鋼材質量的重要原因之。如奧地利伯樂鋼廠曾對HI13 (4CSMSiV)進行人試愛研究,將鋼中箱的偏析度由1.5降到1.1時,提高了直徑為200 3000 m鋼材在硬度為45 HRC時的橫向塑性和韌性。近年來國外很多銅廠都在致力于研究生產成分均勻、組織細化的鋁材。
(2)磷和硫的含量。
鋼中磷和硫在凝固過程中形成磷化物和硫化物在品界沉淀,因而會產生晶問胞性,使鋼的塑性降低,這樣不僅會使鋼綻最軋時在偏析區產生裂紋,而且還降低了例的力學性牌。
(3) 鋼中夾雜物。
鋼中非金屬夾雜物在某種意義上可以看成是一定尺 寸的裂紋。它破壞了金屬的連續性,引起應力集中,在外界應力作用下,裂紋延伸很容易發展擴大面導致模具失效。塑性夾雜物的存在,會隨君銀軋過程延展變形,使鋼材產生各向異性。同時夾雜物在拋光過程中剝落,會增加模具表面的粗精度值。因此,對于大型和重要的模具來說,提高鋼的純凈度是十分重要的。
(4)碳化物不均勻性。
硬質合金軋輥碳化物是絕大多數模具鋼的必須組分,除可溶于奧氏體的碳化物外,還會有部分不能館于奧氏體的殘余碳化物。這類碳化物的尺寸、形狀分布。是由凝固和熱變形加工條件決定的。過共析鋼的碳化物可能在品界上形成網狀碳化物或在加工變形中碳化物被拉長而形成帶狀碳化物,或是二者都有。萊氏體的碳化物可能是二次碳化物,也可能是共品碳化物。在熱變形過程中,網狀共品碳化物可以被破碎,碳化物顆粒首先沿變形方向延伸并產生帶狀,隨著變形而逐漸均勻,但它與變形程度不成比例關系,即便是極大的變形比,也不能完全使得碳化物分布非常細小均勻。碳化物的不均勻性對鋼的力學性能(包括各向異性)影響很大。因此,模具鋼必須具有較均勻的碳化物分布,如用過共析鋼制造塊規時,其碳化物分布必須均勻(應不高于2級);用于模具時不應高于3級;用萊氏體鋼制造搓絲板、滾絲輪或擠壓凸模時,則采用不高于3級的鋼材。
(5)疏松。
在鋼材的橫截面上都會存在通常由液態凝固時產生的疏松和偏析,因而降低了鋼的強度和韌性,也嚴重影響了加工后的表面相糙度。在般模具中疏松的存在影響還不大, 而在那些冷軋輥、大型模塊、凸模等模具就對它有特別的要求。如保型腔的鍛模和凸模要求其疏松不超過1級或2級,而用于表盤沖壓模其用鋼,則要求其疏松不超過1級。