熱鍛模具選材與制造工藝探討
上海汽車股份有限公司汽車齒輪總廠 技術中心 馬森林
摘 要：本文主要介紹了錘鍛和熱擠壓類熱鍛造模具選材的一般規(guī)律和方法组弥；同時針對目前相關模具壽命較低的問題，從熱加工穷娱、冷熱加工配合角度，提出了相應工藝優(yōu)化的措施和方法运沦。
關鍵詞：模具泵额，材料、熱處理
一 前 言
模具是實現(xiàn)少携添、無加工先進制造技術中的重要工藝裝備嫁盲，在現(xiàn)代工業(yè)生產中得到廣泛應用。從使用情況表明：模具的質量在很大程度上取決于模具的選材烈掠、熱處理工藝羞秤。按照模具的使用條件分類包括：冷成型模具（包括擠壓模具、冷拉模具左敌、冷鍛或冷鐓模具）瘾蛋、溫鍛模具、熱鍛模具矫限、塑料成型模具哺哼、鑄造模具等等。本文主要闡述熱鍛模具的選材和制造工藝（尤其是熱處理工藝）奇唤。
二 失效方式
熱鍛模具的主要失效形式有：變形趾倾、熱疲勞、熱磨損场陪、斷裂四種绑功。
（1） 變形：指在高溫下毛坯與模具長期接觸使用后模具出現(xiàn)軟化而發(fā)生塑性變形。表現(xiàn)特征為塌陷干蒸。工作載荷大窥书、工作溫度高的擠壓模具和鍛造模具凸起部分容易產生這類缺陷。
（2） 熱疲勞：指在環(huán)境溫度發(fā)生周期性變化條件下工作的模具表面出現(xiàn)網狀裂紋讥蚯。工作溫差大偷被，急冷急熱反復速度快的熱鍛模具容易出現(xiàn)熱疲勞裂紋。
（3） 斷裂：指材料本身承載能力不足以抵抗工作載荷而出現(xiàn)失穩(wěn)狀態(tài)下的材料開裂犬耀，包括脆性斷裂逝遣、韌性斷裂、疲勞斷裂和腐蝕斷裂把鹊。熱鍛模具的斷裂（尤其是早期斷裂）耽盛，與工作載荷過大、材料處理不當以及應力集中等相關伏尼。
（4） 熱磨損：為模具工作部位與被加工材料之間相對運動產生的損耗忿檩，包括尺寸超差和表面損傷尉尾。模具工作溫度、模具的硬度燥透、合金元素以及潤滑條件等影響模具磨損沙咏。相對運動劇烈和凸起部位的模具容易產生磨損失效。
三 選材一般規(guī)律和熱處理技術要求
根據(jù)熱鍛模具的一般失效形式班套，模具選材上主要考慮熱硬性肢藐、強韌性、淬透性吱韭、脫碳敏感性窖壕、熱疲勞性能等。從熱處理角度：耐磨性杉女、硬度瞻讽、熱處理變形、表面脫碳等熏挎。這里只介紹幾種最主要的性能速勇。
1、 熱硬性障昆，也叫紅硬性是指模具在受熱或高溫條件下保持組織和性能穩(wěn)定欠慢，具有抗軟化的能力，它主要取決于材料化學成分和熱處理制度盲陨，一般這類鋼材中含有較高的V, W, Co笋夸，Nb, Mo等高熔點和易形成多元碳化物元素。
2岂便、 強度和韌性主要根據(jù)模具的承載要求考慮椿啦，鋼的晶粒度，碳化物的數(shù)量深刁、形態(tài)估董、大小、分布以及殘余奧氏體的含量等對模具的強度和韌性有很大影響贪类。它主要取決于鋼材的化學成分胃愉、冶金質量（如氣體含量、夾雜物暑尝、S现粗、P含量等）、組織狀態(tài)（合理的球化退火襟雷，改善組織的均勻性和碳化物的形態(tài)）和熱處理工藝合理運用刃滓。
3、 淬硬性和淬透性：淬硬性是指材料淬火后所能夠達到的硬度范圍，主要與材料的碳含量有關注盈。而淬透性是指材料在淬火后得到馬氏體組織的能力，它主要取決于鋼的化學成分叙赚。根據(jù)模具使用條件各有側重老客，如對要求表面高硬度的沖裁模具，淬硬性顯得更重要震叮，對于要求整個截面具有均勻一直性能的熱鍛模具胧砰，則淬透性更重要。
當然苇瓣，影響熱鍛模具壽命的因素很多尉间，在選擇材料時，應根據(jù)熱鍛模具的具體工作條件合理選用击罪，下表為兩種主要模具常用選材：
