热作模具钢使用中的问题

　　热作模具钢和冷作模具钢工作条件的主要区别在于，热作模具钢工作条件的主要特点是与热金属接触。热作模主要包括锤锻模、热挤压模和压铸模。由于热作模具钢工作条件的特点，会带来以下问题:

　　(1)模具型腔表面金属出现热疲劳(开裂)。热作模的工作特性是间歇性的。热金属成型后，模腔表面要用水、油、空气等介质冷却。因此，热模的工作状态是反复加热和冷却，这使得模腔的表面金属随着热量反复膨胀和收缩，即反复承受拉应力和压应力。结果，模腔表面开裂，这被称为热疲劳现象。因此，提出了热模具钢的第二个基本使用性能要求，即具有较高的抗热疲劳性能。一般来说，影响钢材抗热疲劳性能的主要因素有:①钢材的导热系数。钢的高导热性可以降低模具表面金属的受热程度，从而降低钢的热疲劳倾向。一般认为钢的导热系数与含碳量有关，含碳量高时导热系数低，因此高碳钢不宜用作热作模具钢。生产中常用的中碳钢(C 0.3% 5 ~ 0.6%)含碳量低，会导致钢的硬度和强度下降，也是不利的。②钢材的临界点影响。一般来说，钢的临界点(Acl)越高，钢的热疲劳倾向越低。因此，一般通过添加合金元素铬、钨、硅来提高钢的临界点。从而提高钢的抗热疲劳性能。

　　(2)加热模腔的表面金属。通常锤锻模工作时，模腔表面温度可达300 ~ 400℃以上，热挤压模表面温度可达500 ~ 800℃以上。压铸的型腔温度与压铸材料的类型和浇注温度有关。例如压铸黑色金属时，型腔温度可达1000℃以上。如此高的使用温度会显著降低型腔的表面硬度和强度，使用中容易堆积。因此，热作模具钢的基本使用性能要求是高的热塑性变形抗力，包括高温硬度和高温强度，以及高的热塑性变形抗力，这实际上反映了钢的高回火稳定性。因此，我们可以找到热作模具钢合金化的第一种途径，即加入Cr、W、Si等合金元素可以提高钢的回火稳定性。