??模具鋼的冶金質量問題,主要出現在大、中截面模具(如錘鍛模、大型覆蓋件冷沖模等)以及碳合金元素含量較高的模具鋼。其具體表現形式有非金屬夾雜、碳化物偏析、中心疏松和白點等缺陷,對鋼的熱處理質量和模具的壽命影響很大。
??? 非金屬史雜物強度低、脆性大,與鋼基體的性能有很大的差異,可視為鋼中的裂紋缺陷,易成為裂紋源,降低鋼的疲勞強度和韌性,引起鋼的早期斷裂失效。非金屬夾雜物還影響鋼的切削加工及拋光性能,從而影響塑料摸具的表面拋光質量。
??? 模具鋼經鍛壓加工后,非金屬夾雜物呈一定走向的流線分布,使其縱向、橫向性能發生差異,橫向的強度和韌性下降。如沖頭中的流線走向與軸線平行,則沖頭有可能發生縱向劈裂;若流線走向與沖頭軸線垂直,則易發生橫向折斷。
??? 過共析合金鋼和萊氏體鋼的組織中含有較多的臺金碳化物。這砦碳化物在一次結晶和二次結晶的過程中常呈不均勻結晶或析出,形成大塊狀、網狀或帶狀偏析。如果通過鍛壓加工能使碳化物均勻細化,呈細粒狀彌散分布,則它能對鋼的硬度、耐磨性、抗壓強度、抗咬合性、熱強性等都是有益的,對銅的塑性、韌性也影響不大。但如果上述碳化物偏析得不到消除或改善,則明顯降低鋼的塑性、韌性、斷裂抗力及其他力學性能,并使鋼的工藝性能惡化。
??? 例如,大塊或密集的碳化物可能成為裂紋源,導致受載模具早期斷裂。當它們出現在模具的尖齒或刃口部位時,很容易引起崩齒、崩刃。當碳化物呈帶狀分布時,會造成沿帶狀碳化物縱向和橫向之問的性能差異,易引起模具沿帶狀方向開裂。
??? 碳化物偏析還影響冷、熱加工工藝性能,如增大熱處理過熱、過燒傾向,產生熱處理變形及其各項變形的差異,易引起淬裂和磨裂等現象。
??? 火截面合金鋼模具中,易存在中心疏松和白點。這類缺陷往往促成模具毛坯的鍛造開裂、淬火殲裂以及在使用過程中發生脆斷。當鍛造不當使疏松部位出現在模具表面時,還會使模具表面受力時出現凹陷。
??? 鑒于上述冶金缺陷對模具材料性能的嚴重影響,必須按照技術標準對原材料進行嚴格檢查驗收,并通過合理鍛造及鍛后熱處理改善材質。