我国模具钢材产品质量问题根源与预防

内容提示：热处理不当和残余应力，电火花加工应力等原因也会造成模具内各部分的膨胀的不一致性，从而形成因加热不均的内应力。

        模具产品生产过程中，模具钢材常常会出现各种缺陷，本文介绍了模具钢材常见的缺陷产生原因和解决方案。

        1、变形

        材料变形原因之一是由于制造商为了降低成本，实际采用模具的材料并非专用模具钢材，模板的刚性不足，厚度不够，造成的变形。

        预防措施：①在制造精密复杂模具时，要尽量选择碳化物偏析较小的模具钢，不要图便宜，选用小钢厂生产的材质较差钢材。②对存在碳化物严重偏析的模具钢要进行合理锻造，来打碎碳化物晶块，降低碳化物不均匀分布的等级，消除性能的各向异性。③对锻后的模具钢要进行调质热处理，使之获得碳化物分布均匀、细小和弥散的索氏体组织、从而减少精密复杂模具热处理后的变形。④对于尺寸较大或无法锻造的模具，可采用固溶双细化处理，使碳化物细化、分布均匀，棱角圆整化，可达到减少模具热处理变形的目的。

        处理时除了对应解决外，加宽模脚或在模具中部各点使用加力柱顶住。某些模具本身要求并不高，可在焦点位置瞬间高温加热变形，相当有效。人们经常磨掉模板的边缘，使其减少了接触面，要尽量减少磨深，以利于模具的有效寿命。模板变形后的型腔角尺度的偏差是很难纠正的，过紧的芯子使得型腔被壁变形，多型腔时这种现象特别严重，勉强使用的话，模板中间的飞边不会改观，尤其是注射尼龙等流动性好产品，应该磨平重配芯子。模具修整时焊接在较薄位子，变形量也是不可忽视的。

        另外，热处理不当和残余应力，电火花加工应力等原因也会造成模具内各部分的膨胀的不一致性，从而形成因加热不均的内应力。在钢的相变点以下温度，不均匀的加热主要产生热应力，超过相变温度加热不均匀，还会产生组织转变的不等时性，既产生组织应力。因此加热速度越快，模具表面与心部的温度差别越大，应力也越大，模具热处理后产生的变形也越大。

        预防措施：对复杂模具在相变点以下加热时应缓慢加热，一般来说，模具真空热处理变形要比盐浴炉加热淬火小得多。‚采用预热，对于低合金钢模具可采用一次预热（550-620ºC）；对于高合金刚模具应采用二次预热（550-620ºC和800-850ºC）。除了改善热处理工艺，模具专家罗百辉建议，设计模具时，在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少模具厚薄悬殊，结构不对称，在模具的厚薄交界处，尽可能采用平滑过渡等结构设计。根据模具的变形规律，预留加工余量，在淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。对形状特别复杂的模具，为使淬火时冷却均匀，可采用给合结构。

        2、断裂

        锻打的模具材料由于温度控制不当，本身就已开裂，碰到这种情况，只有换模板。生产中的开裂乃至断裂的模板，往往是选用的材料热处理硬度过高，应力过大造成的。焊接时容易出现龟裂现象，严重时，特别在焊接Cr12硬料容易开裂。模板应力过大、撞击开裂处大多在型腔尖角、如果还能用，可穿孔割工字形镶拼，也可在模板的周围抱住。

        3、磨损

        模具中活动件位置硬度不够，有锋角，选材不当等也是造成磨损的原因。对于腐蚀性强的制品和有相当硬度、有填料的塑料，我们选用地材料表面要耐腐蚀和表面硬度要高。

        4、散热不良

        长芯子模具的散热性相当重要，选用适当的材料对于产品的外观和产品的产量很大的差距。如选用含有铍和钴的铍铜等材料，经热处理后有较高的强度、硬度、耐疲劳性、耐磨性和很好传热性。