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壓鑄模具之所以易于發生沖蝕和龜裂,核心問題通常不在于模具鋼的型號選擇不當,而在于其冶煉質量未能滿足高標準要求。
熱作模具鋼通過碳化物強化其基體結構,以達到所需的高硬度和耐磨性能。碳化物這一硬質相在高溫環境下穩定性較差,易于聚集增長或發生結構轉變,進而引起硬度降低,導致模具出現塌陷與開裂現象。
退火軟化現象最初在晶界或枝晶間顯現,隨后裂紋逐漸擴展,最終造成模具的整體塌陷與開裂。增強晶界與枝晶的強度成為解決這一問題的關鍵。
增強晶界與枝晶強度的方法主要包括兩種途徑:一是通過添加鋯、硼等元素來減少晶界開裂的傾向;二是降低雜質的有害影響。前者多用于高溫合金鋼的強化,而后者則適用于熱作模具鋼。因此,提升熱作模具鋼的冶煉質量,減少包括五大有害雜質在內的雜質含量,對于提高模具鋼的高溫強度、抗龜裂能力和抗沖蝕性能至關重要。
遺憾的是,這一關鍵步驟常被忽視。業界往往過分關注模具鋼的合金成分與牌號,卻忽略了冶煉質量的重要性。這導致鋁合金壓鑄模具和熱鍛模具頻繁出現塌陷與開裂問題,模具使用壽命大打折扣。盡管業界對此進行了諸多探討與猜測,但真正的原因往往難以被準確識別。
為了改進這一狀況,部分模具鋼制造商采用了臨界氣體電渣爐冶煉技術,旨在提高模具鋼的純凈度,減少有害雜質含量。這一措施旨在強化模具鋼的晶粒與枝晶結構,降低開裂風險,從根本上提升模具鋼的熱強度,減緩沖蝕與龜裂的進程,從而有效延長模具的使用壽命。