塑料模具鋼是非金屬成形模中用量最大的一種模具,除要求有一定強度、韌性、硬度外,還對鋼的冷加工性能、熱處理工藝性能、鏡面性能、光潔度、蝕刻性能、耐磨性能、抗磨損性能等有特殊的要求。

4Cr13屬于馬氏體類型不銹鋼,經(jīng)熱處理后，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、拋光性能、較高的強度和耐磨性,適宜制造承受高負荷、高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具、透明塑料制品模具。

4Cr13塑料模具鋼的化學成分如表1所示。實際生產(chǎn)中要盡可能降低P、S含量,降低鋼中H、O、N含量,一般要求H含量≤2×10~6。要采用有效的工藝措施,提高鋼水純凈度和表面質(zhì)量,減少鋼錠的偏析、縮孔和疏松。

(1)非金屬夾雜物合格級別見表2。檢驗標準按GB/T10561——2005執(zhí)行。

(2)鍛件表面質(zhì)量及超聲檢測要求:( a)不允許有目視可見的裂紋、縮孔、折疊等缺陷;(b)單個2 mm ~3 mm 缺陷的個數(shù)不得超過3個,3mm ~4 mm缺陷的個數(shù)不得超過1個;(c)長條或密集形點狀不連續(xù)的當量平底孔直徑≤D2 mm。

4Cr13模塊的規(guī)格范圍為:寬度:800 mm ~1 000mm,厚度: 160 mm ~ 500 mm。采用5 t ~11 t鎮(zhèn)靜鋼錠制造。工藝流程:鋼錠熱送→入爐加熱→鍛造→熱處理→鍛件檢驗→入庫。

鍛造加熱

鍛造加熱過程的主要參數(shù)是加熱溫度和保溫時間。

鋼錠的加熱溫度和保溫時間是根據(jù)鋼錠的材質(zhì)和斷面尺寸等因素進行選取的"。為了防止因低溫性能差而出現(xiàn)過大的組織應力,要求在低溫下緩慢加熱。因此,鋼錠加熱時采用650 ~ 700℃保溫,然后緩慢升溫到800 ~ 850℃,升溫速度≤50℃/h。由于850℃以上鋼錠的導熱性能很好,為了防止晶粒過分長大,影響鍛造性能,所以在850℃以后快速加熱到始鍛溫度。鍛造加熱曲線如圖1所示。

對首次生產(chǎn)的4Cr13塑料模具鋼模塊進行超聲檢測,在整個工件中心部位均發(fā)現(xiàn)D2 mm 以上的密集型缺陷,進而對缺陷部位進行高倍檢查,發(fā)現(xiàn)顆粒狀碳化物條帶。由于4Cr13塑料模具鋼在生產(chǎn)過程中屬于高碳鋼,而且合金含量比較高,極易出現(xiàn)微觀偏析的現(xiàn)象,在鋼錠加熱過程中通過提高始鍛溫度和增加保溫時間,進行高溫擴散,可有效降低偏析程度,實現(xiàn)化學成分均勻化,保證鍛件的內(nèi)部質(zhì)量。改進的加熱工藝如圖2所示。

按照有效壓實鍛造法的臨界條件制定鍛造工藝,需要編制一本《優(yōu)化鍛造工藝手冊》。

本文介紹了大型壓機最常用的上下平砧傳統(tǒng)拔長、上下平砧連續(xù)拔長、FM 法拔長和超寬砧拔長四種方法的拔長程序編制,使得工藝制定不再僅僅依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗,而是有據(jù)可依﹑簡明精確，對操作過程的控制也很嚴謹,并且能夠取得較大經(jīng)濟效益。

四種常用拔長方法中,在條件相等的情況下,超寬砧拔長的壓實效果最好, FM法其次,然后為上下平砧連續(xù)拔長,最后是上下平砧傳統(tǒng)拔長。要根據(jù)壓機的能力合理使用超寬砧拔長方法。