模具钢冶金质量对模具使用寿命的影响
2026年01月14日
2.模具钢冶金质量对模具使用寿命的影响
(1)夹杂物含量的影响
钢中的夹杂物是模具零件内部产生裂纹的起源。尤其是脆性氧化物和硅酸盐等夹杂物,在热加工时不发生塑性变形,从而引起脆性碎裂而形成微裂纹。在进一步的热处理和使用中,该裂纹进一步引起模具的开裂。例如,采用Cr4W2MoV钢制造的冲压手表零件用的冲模,其冲头经粗加工、热处理并磨削加工后,由于钢中含有大量的呈链状分布的硅酸盐夹杂物,经机械加工后剥落会造成许多小孔洞,出现质量问题,影响模具零件的使用寿命。
(2)碳化物分布不均匀引起的失效
Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等莱氏体型模具钢,具有大量共晶碳化物,当锻造比小或浇注温度控制不当时,在钢材中易出现带状或网状碳化物偏析,使模具零件在淬火时常常沿着带状或网状碳化物严重的部分出现裂纹,或在使用过程中内部裂纹进一步扩展而引起失效。例如,采用ϕ50mm的共晶碳化物不均匀度超过4级的钢材制造冲头在使用过程中易发生断裂。
(3)锻造质量引起的失效(https://www.daowen.com)
钢材锻造质量的好坏,直接影响模具的使用寿命。锻造的加热速度与变形工艺不当,会引起钢材产生过烧、表面裂纹、内裂、角裂等缺陷。这些会降低模具的使用寿命,甚至直接报废。对于高碳高铬的莱氏体钢,由于导热性较差,若锻造加热时加热速度过快,保温时间不足,则会造成锻造时钢坯内外温差大,产生内部裂纹,产生质量问题而引起失效。
(4)材料表面质量的影响
合金模具钢如果表面脱碳严重,在机械加工后,仍有残留脱碳层,那么在模具最终的热处理时,会由于内外层组织不同而造成明显的组织应力,从而导致模具的淬火裂纹;另一方面,淬火后模具表面层的硬度偏低,且截面硬度分布不均匀,降低了模具的使用寿命。