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钢材纯度对模具钢性能有哪些影响
发布时间:2021-08-27 15:01
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  随着社会经济的发展,模具钢行业在国内得以蓬勃发展。当下随着中国制造业的转型与升级,高端模具制造成为国内众多模具制造公司的发展方向。对于高端模具制造从业者来说,其中重要的一环是选择高品质的模具钢做为原材料以获得模具设计性能。接下来东锜特钢给大家分享一下钢材纯度对模具钢性能的影响。

  

  什么是钢材的纯净度

  

  钢材的纯净度主要描述钢材内部所含非金属夹杂物的数量、类型、形貌、尺寸及分布等有关信息。“非金属夹杂物”通常指残留在模具钢中的氧、硫、磷、氢、氮等有害杂质元素,这些杂质元素的含量在单位体积内百分比数值越小,则模具钢的纯净度越高。

  

  纯净度对模具性能的影响

  

  模具钢的纯净度(非金属夹杂物含量)对钢材的强度、塑性、断裂韧性、切削、疲劳、热脆以及耐蚀等性能都有很大影响。实验表明夹杂物的成分、数量、形状、分布以及在基体中的空间分布等都直接影响模具钢的物理特性,进而对模具的使用性能和寿命产生直接影响。

  

  在经过相同热处理和机加工后,牌号(化学成分)相同的模具钢材料,由于钢材本身纯净度不同,其生产出的模具在同样的工况条件下会表现出不同的使用性能。

  

  强度:模具钢材中的夹杂物颗粒越大、模具的强度越差,产生踏角、刮花的可能性越高。

  

  抛光:非金属夹杂物尤其是氧化物夹杂会明显影响模具型腔表面的光洁度,影响到抛光的等级,甚至导致整套模具经过完整加工后在抛光时发现不得不报废。

  

  塑性:带状夹杂物(主要以硫化物为主)的增加会导致横向断面收缩率明显降低。

  

  韧性:硫化物的含量增加会降低钢的各种韧性指标,钢的断裂韧性随着夹杂物数量或长度的增加而下降,会导致模具韧性下降,在设计模次内发生开裂、断裂或崩裂。

  

  抗疲劳性:夹杂物会使模具的抗疲劳性能下降,通常来说脆性夹杂物(A类)和大尺寸外来氧化物夹杂影响更加明显,导致模具提前报废失效。

  

  焊接性能:硫化物夹杂和大尺寸氧化物夹杂都会使模具的焊接性能下降。

  

  抗腐蚀性:复合夹杂物的存在会使模具产生点状锈蚀。

  

  切削性能:氧化铝、氧化钙、氧化锰和钙铝酸盐类氧化物夹杂,会在很大程度上降低钢材的切削性能。

  

  模具钢材的纯净度直接对模具后期的各项使用性能有显着影响,那么国内外钢厂是如何努力提高模具钢材料的纯净度,且其实际产品的夹杂物控制水平和效果又如何呢?在回答这些问题前,先让我们介绍下模具钢基体中夹杂物的组成和分类。模具钢中的夹杂物按照化学成分不同可以分为氧化物、硫化物、(碳)氮化物,磷化物等;按夹杂物可塑性可分为:塑性夹杂物;脆性夹杂物和点状不变形夹杂物等;按照夹杂物尺寸大小亦可分为显微夹杂和宏观夹杂;按夹杂物的来源可分为:外来夹杂(如耐火材料、熔渣、电渣或其反应产物)和内生夹杂(如在冶炼、浇注、凝固过程中固体钢内进行物化反应时来不及排出而残存的氧、硫、氮等反应生成物)。

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