我國模具鋼材產品質量問題根源與預防

內容提示：熱處理不當和殘余應力，電火花加工應力等原因也會造成模具內各部分的膨脹的不一致性，從而形成因加熱不均的內應力。

        模具產品生產過程中，模具鋼材常常會出現各種缺陷，本文介紹了模具鋼材常見的缺陷產生原因和解決方案。

        1、變形

        材料變形原因之一是由于制造商為了降低成本，實際采用模具的材料并非專用模具鋼材，模板的剛性不足，厚度不夠，造成的變形。

        預防措施：①在制造精密復雜模具時，要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠生產的材質較差鋼材。②對存在碳化物嚴重偏析的模具鋼要進行合理鍛造，來打碎碳化物晶塊，降低碳化物不均勻分布的等級，消除性能的各向異性。③對鍛后的模具鋼要進行調質熱處理，使之獲得碳化物分布均勻、細小和彌散的索氏體組織、從而減少精密復雜模具熱處理后的變形。④對于尺寸較大或無法鍛造的模具，可采用固溶雙細化處理，使碳化物細化、分布均勻，棱角圓整化，可達到減少模具熱處理變形的目的。

        處理時除了對應解決外，加寬模腳或在模具中部各點使用加力柱頂住。某些模具本身要求并不高，可在焦點位置瞬間高溫加熱變形，相當有效。人們經常磨掉模板的邊緣，使其減少了接觸面，要盡量減少磨深，以利于模具的有效壽命。模板變形后的型腔角尺度的偏差是很難糾正的，過緊的芯子使得型腔被壁變形，多型腔時這種現象特別嚴重，勉強使用的話，模板中間的飛邊不會改觀，尤其是注射尼龍等流動性好產品，應該磨平重配芯子。模具修整時焊接在較薄位子，變形量也是不可忽視的。

        另外，熱處理不當和殘余應力，電火花加工應力等原因也會造成模具內各部分的膨脹的不一致性，從而形成因加熱不均的內應力。在鋼的相變點以下溫度，不均勻的加熱主要產生熱應力，超過相變溫度加熱不均勻，還會產生組織轉變的不等時性，既產生組織應力。因此加熱速度越快，模具表面與心部的溫度差別越大，應力也越大，模具熱處理后產生的變形也越大。

        預防措施：對復雜模具在相變點以下加熱時應緩慢加熱，一般來說，模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。‚采用預熱，對于低合金鋼模具可采用一次預熱（550-620ºC）；對于高合金剛模具應采用二次預熱（550-620ºC和800-850ºC）。除了改善熱處理工藝，模具專家羅百輝建議，設計模具時，在滿足實際生產需要的情況下，應盡量減少模具厚薄懸殊，結構不對稱，在模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑過渡等結構設計。根據模具的變形規律，預留加工余量，在淬火后不致于因為模具變形而使模具報廢。對形狀特別復雜的模具，為使淬火時冷卻均勻，可采用給合結構。

        2、斷裂

        鍛打的模具材料由于溫度控制不當，本身就已開裂，碰到這種情況，只有換模板。生產中的開裂乃至斷裂的模板，往往是選用的材料熱處理硬度過高，應力過大造成的。焊接時容易出現龜裂現象，嚴重時，特別在焊接Cr12硬料容易開裂。模板應力過大、撞擊開裂處大多在型腔尖角、如果還能用，可穿孔割工字形鑲拼，也可在模板的周圍抱住。

        3、磨損

        模具中活動件位置硬度不夠，有鋒角，選材不當等也是造成磨損的原因。對于腐蝕性強的制品和有相當硬度、有填料的塑料，我們選用地材料表面要耐腐蝕和表面硬度要高。

        4、散熱不良

        長芯子模具的散熱性相當重要，選用適當的材料對于產品的外觀和產品的產量很大的差距。如選用含有鈹和鈷的鈹銅等材料，經熱處理后有較高的強度、硬度、耐疲勞性、耐磨性和很好傳熱性。