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隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們的生活對模具鋼的需求量越來越大，具使用壽命的長短直接影響生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等，通常情況下，模具材料、熱處理技術(shù)、設(shè)計結(jié)構(gòu)、成形工藝等因素都會對模具使用壽命產(chǎn)生不同程度的影響，其中模具材料、熱處理技術(shù)是影響模具使用壽命的關(guān)鍵。接下來東锜模具鋼給大家分享一下模具鋼材料以及熱處理對模具鋼的壽命的影響。
1、模具材料對模具壽命的影響
對于模具材料來說，影響模具壽命主要表現(xiàn)在3個方面。
（1）4Cr5SMoSiV1鋼制熱擠壓沖頭。
該沖頭在工作過程中，容易在模具表面發(fā)生氧化，以及熱疲勞開裂現(xiàn)象，并且容易受沖刷磨損的影響。如果采用3Cr2W10V鋼制作模具，同時利用2000 kN水壓機(jī)對D60鋼材料進(jìn)行處理，使用壽命一般為400～500次，反之如果采用H10改型鋼制造模具，其使用壽命可以大幅度延長，一般可以延長到2000次。
（2）5NiSCa鋼制精密密封橡膠模。
這種模具在尺寸方面要求比較高，具有良好的工藝性能、拋光性能，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為熱處理變形小、硬度高、耐磨性好等。該模具的制造原材料一般選擇45#鋼，在調(diào)質(zhì)和鍍鉻狀態(tài)下使用該模具，通常會出現(xiàn)硬度低、易磨損、凹坑、麻點(diǎn)等問題，并且橡膠制品的外觀質(zhì)量比較差。如果采用5NiSCa制造，往往可以獲得良好的加工工藝和使用壽命，例如，利用密封條壓模（材料為45#鋼），模具壽命一般為2500～3 000次，如果采用5NiSCa鋼制作，其壽命高達(dá)9000～10 000次。
在模具制造工藝方面，5NiSCa一般按照改鍛—退火—調(diào)質(zhì)—拋光的工藝流程制造模具。
（3）利用GD鋼制作中、厚板沖裁模。
在制作（厚度為3～6mm）厚（厚度超過6 mm）板沖裁模具的過程中，一般選擇Cr-12型鋼，由于碳化物存在嚴(yán)重的偏析現(xiàn)象，并且強(qiáng)韌性差，模具容易發(fā)生崩裂等現(xiàn)象，進(jìn)而在一定程度上影響模具的使用壽命。如果選用GD鋼制作模具，可以大幅度延長模具使用壽命，并且模具制作成本低，熱處理工藝簡單。通常情況下，采用Cr12MoV鋼制作墊片落料模，模具使用壽命一般在2000～3 000次，而利用GD鋼制作模具，模具使用壽命長達(dá)次，并且不容易發(fā)生斷裂失效現(xiàn)象。
在制作模具工藝方面，利用GD鋼制作模具，一般按照改鍛—球化退火—機(jī)加工—淬火、回火—磨削加工—消除應(yīng)力低溫回火的工藝流程制作模具。
2、熱處理技術(shù)對模具壽命的影響
對于熱處理技術(shù)來說，主要從3個方面影響模具使用壽命，分別介紹如下
（1）拉深模離子滲氮。
選用Cr12MoV鋼制作拉深模，材料選擇厚度為1mm的1Cr18Ni9Ti不銹鋼板。在制作模具的過程中，容易損害拉深件外側(cè)壁和凹模表面，對模具表面質(zhì)量和凹模壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響。利用離子滲氮對凹模表面進(jìn)行處理，無論是模具的表面性能，還是模具的使用壽命都明顯提升。
在模具制作工藝方面，一般按照鍛造—球化退火—機(jī)加工—淬火、回火—精加工—離子滲氮—裝配的流程，利用Cr12MoV鋼加工凹模。
（2）熱擠壓凹模復(fù)合強(qiáng)化。
在服役條件方面，對于熱擠壓凹模來說，一般要求比較高，這是因?yàn)闊釘D壓凹模要承受高溫、高壓、交變循環(huán)負(fù)荷，以及劇烈摩擦等?；诖耍谶x擇制作材料時，一般側(cè)重高溫耐磨、高溫強(qiáng)度、高溫硬度，以及抗熱蠕變等，在這種情況下，新型HMI熱作模具鋼成為，這種材料的特點(diǎn)是復(fù)合強(qiáng)化熱處理工藝效果好。另外，這種材料合金含量低，同時具有良好的高溫強(qiáng)度、抗冷熱疲勞性、抗回火性等性能。由于鋼中的鏈狀碳化物無法用常規(guī)的熱處理工藝消除，進(jìn)而導(dǎo)致模具在服役過程中，容易發(fā)生疲勞脆斷、型腔擦傷塌陷等現(xiàn)象。但是，采用新工藝，能夠消除HMI鋼中的鏈狀碳化物，模具使用壽命一般可以延長4～5倍，使得HMI鋼的潛力被充分挖掘。
對于鏈狀碳化物來說，由于穩(wěn)定性比較強(qiáng)，常規(guī)的處理工藝，例如球化退火、正火、淬火等都無法破壞鏈狀碳化物的穩(wěn)定性，但是采用熱固溶淬火工藝可以有效解決這一問題。
對于HMI鋼擠壓凹模復(fù)合強(qiáng)化處理工藝來說，通過滲硼強(qiáng)硬化處理，在一定程度上可以有效提高熱擠壓凹模型面的硬度、耐磨性能、抗腐蝕性能等，進(jìn)一步延長熱擠壓凹模的使用壽命。
（3）壓鑄模NQN復(fù)合強(qiáng)化。
在壓力鑄造中，鋁壓鑄模是主要的熱作模具，應(yīng)用范圍比較廣。在壓鑄模材料中，3Cr2W8較為常用。受各種因素的影響和制約，傳統(tǒng)的鋁壓鑄模熱處理強(qiáng)化工藝在鑄模效果方面不太理想，采用NQN復(fù)合強(qiáng)化方法改進(jìn)傳統(tǒng)的壓鑄模熱處理工藝，可以使鋁壓鑄模的使用壽命明顯延長。
對于傳統(tǒng)的鋁壓鑄模熱處理工藝來說，普遍存在以下問題：
，熱處理生產(chǎn)周期長，處理工藝復(fù)雜。
第二，在消除應(yīng)力階段溫度比較高，在空氣中進(jìn)行加熱處理，容易發(fā)生氧化脫碳現(xiàn)象。
第三，淬火溫度高，淬火冷卻容易發(fā)生裂痕。
第四，有效硬化層比較薄。
第五，模具表面容易粘鋁，增加了脫模難度。
相對來說，NQN復(fù)合強(qiáng)化工藝的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。
首先，將氮碳共滲與去應(yīng)力處理工藝進(jìn)行結(jié)合，由于加熱溫度相近，增強(qiáng)了對模具去應(yīng)力效果。并且，可以控制爐內(nèi)氣氛，模具表面氧化脫碳現(xiàn)象可以避免，同時可以在模具表面形成氮碳化合物層，以及擴(kuò)散層。
其次，按照傳統(tǒng)的鑄模熱處理強(qiáng)化工藝，模具經(jīng)過氮碳共滲處理后，一般不采取任何熱處理。對于鋁壓鑄模來說，經(jīng)過氮碳共滲處理后，需要進(jìn)行淬火操作，通過淬火在一定程度上可以保證模具的整體性能，并且淬火加熱可以將氮向內(nèi)部擴(kuò)散，在冷卻過程中，可以形成含氮馬氏體，進(jìn)而增加有效硬化。
更后，淬火后，結(jié)束次回火，在進(jìn)行第二次回火時，再進(jìn)行氮碳共滲處理，這種方式可以對模具進(jìn)行雙重保護(hù)，一方面強(qiáng)化模具表面，另一方面通過對模具進(jìn)行二次回火，將鋼中殘余奧氏體進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)槎务R氏體，同時對模具進(jìn)行二次硬化，在一定程度上增加了壓鑄模的強(qiáng)度，防止模具發(fā)生變形，確保模具的機(jī)械性能，同時延長模具的使用壽命。從實(shí)際情況來看，采用NQN復(fù)合強(qiáng)化技術(shù)對模具進(jìn)行處理，壓鑄模的使用壽命普遍提升3～4倍，并且大大提高了模具的表面質(zhì)量，使得模具更加美觀。
以上就是東锜模具鋼給大家分享的模具鋼材料以及熱處理對模具鋼的壽命的影響。從實(shí)際情況來看，在使用模具的過程中，影響模具使用壽命的因素比較多，而且比較復(fù)雜，為了提高模具的質(zhì)量，需要延長模具的使用壽命。希望對大家有所幫助，對模具鋼感興趣的朋友可以閱讀更多關(guān)于模具鋼的資訊《東锜模具鋼淺談我國模具鋼行業(yè)未來發(fā)展的空間》。
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