PDF《3钢锻造工艺研 究》

・ 模具及模具材料 ・ 锻造与冲压》 F o r g i n g&

S t a mp i n g H

1 3钢锻造工艺研 究鞍山市腾鳌特 区金钢大型锻造厂 董绍 国 孙春 国 徐艳君 摘要:介 绍锻 造Hl

3 钢 时产生 裂纹的原 因,并制订 了锻造工 艺方案和锻后热处理方 法.

H1 3钢 系美 国牌号 ,相 当于 我 国的

4 C r

5 Mo S i V1 钢,是5%C r 系中的 中碳 中合金热 作模具 钢,已大量 用 于热 锻模具 .该钢具 有优 异的韧 性和良好 的冷 热疲 劳 性能 ,在600℃工作 条件 下的 机械 性能 与 室温 下的 机 械性能基本相同, 适用于制造工作温度在

6 0

0 1 2以下 , 对韧 性和 塑性要 求较 高 的模具 . 用H1 3钢替代

5 Cr N i Mo 、5 Cr Mn Mo制造汽车连 杆 、曲轴 的锻模 ,模 具的 使用 寿命 有明显 提高 ,用该钢制造的铝合金压铸模具和铝型材挤压模具的使用寿 命也较 高.另外 ,该钢 还 可以作 塑料 模具 . 目前 ,该 钢的 优 良性 能 已在 国内得 到 了广泛认 可 ,用量 已呈 上 升趋 势 .但是 ,H1 3钢 的锻造 工艺 性 能差 ,其锻 造温 度范 围很 窄 ,只有

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0 -

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0 1 2. 由于该 钢硬 而脆 ,锻 造时 极 易产生 裂纹 .如果 锻 造工 艺安排 不当,就 会产 生废 品.目前 我 国锻造此 钢 的经验 很少,为此 经我单 位有 关工 程技 术人 员集体 讨论 研究 ,制订出一套 最佳 的锻造 工艺方 案.在方案 中,我们 多 方面采 取措 施,尽量减 少裂纹 产生 的可 能性 ,从而降低废 品率 .

一、裂纹产生的原因及 避免裂纹产生的可行性研究 锻造H1

3 钢时 , 最 大的 锻造缺 陷就是产 生 裂纹 . 我 们分 析裂纹 产生 的原 因,先从 分析 它的 化学成 分 人手 . H1 3钢 的化学 成分 如下 :% 从H1

3 化 学成 分可 以看 出 ,它 含有较 高的铬 、钼 和钒 .它 的铬 含量 是其它常用模具钢 如5Cr Ni Mo、

5 C r M n M O铬含量的4―5倍 ,它 的钼含量也是5Cr N i Mo 、

5 Cr Mn Mo 钼含 量的

4 ―

5 倍,H1

3 钢的 钒含量是 常用模具 钢如3Cr2W8 V矾含 量的

3 -

4 倍.根据有关资料 介绍 ,当钼 含量 低于

0 .

6 %时,钢的强度和 硬度随钼含 量的增 加 而增加 ,钢的塑性 也随 钼 含量的 增加 而 上升 , 但 当钼含 量高 于0.6%时 , 钢 的强 度和硬 度随 钼 含量 的增加 而增 加 ,而钢 的塑性 开 始随钼 含量 的增加而下降 .在一 般的 合金钢 中,钒的 含量 一般 不高 于0.3%,若钒 含量 越高 ,则钢 的强 度 、硬度 越高,变 形 抗力越大.因此 ,该钢变形困难 ,并且在锻造过程中 极 易产 生裂纹 . 锻H1

3 钢产生裂纹的原因有以下几种情况: ( 一 )坯 料装 炉温 度过 高 该钢 的导 热性 能差 .如果 炉温 过高,坯料装炉 后,坯料 表面 与心 部温 差大 ,造成内应 力过 大 产生 裂纹 . ( 二 )加 热温 度过 高 当加 热 温度 高于1150℃时 ,坯料 的 晶粒 易粗 大,锻造时 ,受打 击部 位 由于打 击效 应而温 度 升高 ,造成局部 晶粒粗大 加剧 而产 生裂纹 . ( 三 )终 锻温 度过 低 当锻 造温 度低 于900℃时 ,此 钢的 变形抗 力增 大,・2O・作者 简介 :董绍固, 男,1

9 7 8年 出生 ,助工 . 因该钢 硬而 脆 ,强行 打击 易产生 裂纹.

(四)打击 效应 在 镦粗 时 ,如果 L <

D<

2 L ( 其中D为坯料 直径 ,L 为上砧 宽度 ) , 则坯 料心 部受 打击 时 间长 ,由于打击 效应,坯料 心 部温度 升高,心部 与其 四周 的温 差增大 , 造 成内应力过大而在坯料心部产生弧形裂纹 . ( 五 )棱 角裂纹 锻 造时 ,由于坯 料棱 角处温 度 降低快 ,使其 变形 抗力增 大 ,易在 棱 角周 围产生 裂纹 . ( 六 )锻后 冷却 不当锻造后 ,如 果锻 件冷 却速 度过 快 ,锻 件 的表面 和 心部 产生 的温差 大,由于 锻造 后组 织应 力和温 度应 力 叠加 ,造 成内应 力过 大而 产生 裂纹 . 为此 ,在锻 造 工艺上 ,针对裂纹 产生 的 各种可 能性,我们 分别采 取相 应 的措施 ,避 免裂纹 的 产生 ,提 高锻 件的 成品率 . ( 一 )低温 装炉 装炉时 , 炉温要 低于5