浅析合金模具钢因锻造工艺不当而发生的问题及防止措施

1．合金模具钢由于加热不当而引起的锻造开裂

1)加热温度过高或不均匀，造成锻件整体或局部过热过烧使晶粒粗化，晶界氧化或熔化，造成锻件碎裂或表面龟裂。

2)升温速度过快，锻件表面与内部温差过大，产生很大热应力，引起开裂。

3)加热温度偏低或保温时间太短，而使得内、外温差大，从而产生较大热应力，导致心部开裂或因变形抗力大，塑性下降导致锻件棱角或平面上出现横向开裂。

    防止措施：严格执行锻造加热规范，防止过热、过烧。对高合金模具钢锻坯，装炉温度不能太高，最好冷炉装入或至少炉温≤700℃时装入，或先在炉门口烘烤，保温一段时间，逐步将坯料推人炉内加热区。锻件在燃油、气、煤的反射炉中加热采取正确的加热方法是必须使锻件与火口保持一定距离，不能让火焰直接喷射在锻件上，并经常翻动锻件，保持锻件温度均匀，防止局部过热。对已发现有过热或短时过烧的锻件，应马上从炉内拉出空冷，待温度稍低些再进行锻造。

2．热锻模具钢由于锻打变形不当而引起的裂纹 

若锤击力过猛，一次变形量过大，变形速度过快，由于锻件表层与心部变形量相差过大，使内部拉应力增加，则易在内部或前后端面产生十字裂纹。变形大且过猛，会造成心部温升产生过热而开裂。

锻打时应掌握轻、重、轻三段原则，即先、后轻打，中间可重打。拔长时应掌握每次压下量在10%～20%，不能过大及过小。镦粗时，应防止侧面形成过大的鼓形或歪斜。

3．终锻温度不当影响锻件质量 

终锻温度，特别是最后一火的停锻温度高低将直接影响到模具锻坯的质量。终锻温度过高，在锻件冷却过程中晶粒会继续长大，因而降低钢的力学性能，如高速钢模具，若终锻温度高于950℃，则容易造成粗晶组织，在末火变形量较小时，易出现萘状断口，产生裂纹。而对于中碳高合金热作模具钢，如3Cr2W8V钢等过高的停锻温度会使析出的碳化物呈链状、带状或网状分布，使力学性能显著下降。若停锻温度过低，在低温塑性差的情况下，锤击力过猛会当即锻裂，也由于过低的停锻温度，会产生较大的残余应力而导致开裂。

    终锻温度一般应稍高于Ar3或Ar1的温度，以保证锻造在塑性和应力状态均较均匀的单相区进行。

4．锻后冷却不当对锻件质量的影响  

某些冷作模具钢，如Cr12型及LD钢等，由于合金含量高，淬透性好，自高温空冷即可发生马氏体转变，在内应力及变形残余应力的共同作用下，锻后若不缓冷常易发生纵向开裂。对这类模具钢锻后必须缓冷，如砂冷、灰冷、炉冷或锻后及时退火。

    某些模具钢既有冷裂倾向，又易析出网状碳化物。如CrWMn、3Cr2W8V、GR钢等。若锻后缓冷，虽避免了开裂倾向，但却可能析出呈链状、网状或带状严重的碳化物，不仅影响到模具使用寿命，而且也可能直接产生裂纹。对这类钢在停锻温度至650℃左右应空冷或风冷，而在650℃左右以下又必须缓冷。

5．锻后出现白点（发裂） 

主要发生在中碳低合金大截面模块（如5CrNiMo钢等）、也有时发生在低碳中合金时效钢。主要原因是钢中含氢量过多，又由于锻后在低温(150～250℃)冷速过快，在钢中发生脆性破裂而形成白点（发裂）。白点的存在，降低了钢的力学性能，并可能发生淬火开裂等破坏事故。

防止白点产生的关键是减少钢中含氢量，在炼钢、浇注及钢锭扩散退火时予以解决。但对这类钢锻造后必须缓冷到100℃以下或室温才可，如果已发现白点产生，则应增加锻造比，由大截面改锻成小截面，设法使发纹锻合，否则白点钢应予以判废。

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资料来源：无锡市瀚超特殊钢有限公司合金模具钢营业部

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