本文通過對(duì)熱模鋼角裂問題的分析，研究了其鍛造工藝，提高了熱模鋼的表面質(zhì)量，節(jié)約了生產(chǎn)成本。熱模鋼具有淬火、耐熱、耐磨、耐熱、綜合、耐熱性好、綜合回火穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，主要用于制造鍛造模具、熱擠壓模具、精密鍛造模具、合金壓鑄模具，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、家電等行業(yè)。隨著市場(chǎng)需求和競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本控制提出了更高的要求。
熱模具鋼在鍛造過程中一般采用兩次頭長(zhǎng)的方式。成品鍛造后，表面與表面的交界處容易開裂，需要后續(xù)加工去除，造成生產(chǎn)成本的浪費(fèi)。
熱模鋼角裂問題分析熱作模具鋼完成兩次鐓粗拉長(zhǎng)的主變形后，成品火次(指鍛造過程中最后一火)厚度預(yù)留變形量一般為150~200mm，成品火力鍛造時(shí)，先將電渣錠拉長(zhǎng)到工藝尺寸，，然后用天車和操作車調(diào)頭，然后將電渣錠從非啟動(dòng)端鍛造到工藝尺寸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，50%以上的生產(chǎn)產(chǎn)品存在角裂（圖1）問題，需要加工去除，造成原材料和勞動(dòng)力成本的巨大浪費(fèi)。
圖1 熱作模具鋼出現(xiàn)角裂現(xiàn)象
缺陷位置金相檢測(cè)分析利用顯微鏡檢測(cè)典型缺陷位置的金相，發(fā)現(xiàn)缺陷為裂紋（圖2），缺陷位置無冶煉凝固缺陷。因此，我們認(rèn)為裂紋引起的角裂是由鍛造過程引起的。
圖2
產(chǎn)品表面質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析通過統(tǒng)計(jì)典型產(chǎn)品的表面質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)角裂紋發(fā)生在非啟動(dòng)端，最大角裂紋尺寸約為50mm×50mm×5mm，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表1。
表1 角裂數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
生產(chǎn)過程參數(shù)分析通過多次現(xiàn)場(chǎng)跟蹤熱模鋼的生產(chǎn)過程，統(tǒng)計(jì)成品鍛造火的鍛造溫度。鍛造電渣錠啟動(dòng)端鍛造溫度一般為900~1050℃調(diào)頭鍛造電渣錠非啟動(dòng)端時(shí)，鍛造溫度一般為800~950℃。
綜上所述，結(jié)合該材料合金成分高、鍛造溫度范圍窄的特點(diǎn)，得出結(jié)論，熱模鋼對(duì)應(yīng)電渣錠非啟動(dòng)端角裂的主要原因是成品熱鍛造溫度低，鍛造成低溫鍛造。
改進(jìn)工藝方案設(shè)計(jì)結(jié)合以上情況分析，制定了四項(xiàng)有利于改善角裂的工藝措施：
⑴熱作模具鋼成品的加熱溫度為1200℃調(diào)整至1220℃；
⑵熱模鋼成品鍛造火的最終鍛造溫度為800℃調(diào)整至860℃；
⑶為保證鍛造溫度，將成品火災(zāi)分為兩個(gè)階段，即先將電渣錠拉長(zhǎng)至成品尺寸，然后返回爐保溫1小時(shí)，然后繼續(xù)將電渣錠拉長(zhǎng)至工藝尺寸；
⑷為防止成品火次邊角降溫過快，主變形完成后將邊角倒小角。
效果驗(yàn)證經(jīng)過上述改進(jìn)工藝措施，后續(xù)生產(chǎn)的熱模鋼表面角裂得到有效控制。95%以上的產(chǎn)品沒有肉眼可見的角裂缺陷，一些仍有角裂的產(chǎn)品的缺陷尺寸控制在10mm×10mm×3mm改進(jìn)后的產(chǎn)品如圖3所示。
圖3 工藝改進(jìn)后生產(chǎn)的熱作模具鋼
結(jié)束語(yǔ)在熱作模具鋼鍛工藝的改進(jìn)中，提高了坯料鍛造變形過程中邊角的溫度，避免了鍛件的低溫鍛造。熱作模具鋼改進(jìn)工藝措施實(shí)施后，使得鍛件的材料變形塑性得到提高，有效避免了熱作模具鋼角裂現(xiàn)象的發(fā)生，縮短了產(chǎn)品產(chǎn)出周期，節(jié)省了生產(chǎn)成本，為我司帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
