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壓鑄模具之所以易于發(fā)生沖蝕和龜裂,核心問題通常不在于模具鋼的型號選擇不當(dāng),而在于其冶煉質(zhì)量未能滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求。
熱作模具鋼通過碳化物強(qiáng)化其基體結(jié)構(gòu),以達(dá)到所需的高硬度和耐磨性能。碳化物這一硬質(zhì)相在高溫環(huán)境下穩(wěn)定性較差,易于聚集增長或發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,進(jìn)而引起硬度降低,導(dǎo)致模具出現(xiàn)塌陷與開裂現(xiàn)象。
退火軟化現(xiàn)象最初在晶界或枝晶間顯現(xiàn),隨后裂紋逐漸擴(kuò)展,最終造成模具的整體塌陷與開裂。增強(qiáng)晶界與枝晶的強(qiáng)度成為解決這一問題的關(guān)鍵。
增強(qiáng)晶界與枝晶強(qiáng)度的方法主要包括兩種途徑:一是通過添加鋯、硼等元素來減少晶界開裂的傾向;二是降低雜質(zhì)的有害影響。前者多用于高溫合金鋼的強(qiáng)化,而后者則適用于熱作模具鋼。因此,提升熱作模具鋼的冶煉質(zhì)量,減少包括五大有害雜質(zhì)在內(nèi)的雜質(zhì)含量,對于提高模具鋼的高溫強(qiáng)度、抗龜裂能力和抗沖蝕性能至關(guān)重要。
遺憾的是,這一關(guān)鍵步驟常被忽視。業(yè)界往往過分關(guān)注模具鋼的合金成分與牌號,卻忽略了冶煉質(zhì)量的重要性。這導(dǎo)致鋁合金壓鑄模具和熱鍛模具頻繁出現(xiàn)塌陷與開裂問題,模具使用壽命大打折扣。盡管業(yè)界對此進(jìn)行了諸多探討與猜測,但真正的原因往往難以被準(zhǔn)確識別。
為了改進(jìn)這一狀況,部分模具鋼制造商采用了臨界氣體電渣爐冶煉技術(shù),旨在提高模具鋼的純凈度,減少有害雜質(zhì)含量。這一措施旨在強(qiáng)化模具鋼的晶粒與枝晶結(jié)構(gòu),降低開裂風(fēng)險(xiǎn),從根本上提升模具鋼的熱強(qiáng)度,減緩沖蝕與龜裂的進(jìn)程,從而有效延長模具的使用壽命。