決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。蘇州40CrMo合金結構鋼模具在工作中承受相當大的壓應力和摩擦力,要求模具能夠在強烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。蘇州40CrMo合金結構鋼為了改善模具鋼的耐磨性,就要既保持模具鋼具有高的硬度,又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對于重載、高速磨損條件下服役的模具,要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜,保持潤滑作用,減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損,又能減少模具表面進行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響。
蘇州40CrMo合金結構鋼咬合抗力實際就是發(fā)生“冷焊”時的抵抗力。該性能對于模具材料較為重要。蘇州40CrMo合金結構鋼試驗時通常在干摩擦條件下,把被試驗的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼)進行恒速對偶摩擦運動,以一定的速度逐漸增大載荷,此時,轉矩也相應增大,該載荷稱為“咬合臨界載荷”,臨界載荷愈高,標志著咬合抗力愈強。
1、蘇州40CrMo合金結構鋼利用Ca、稀土等微量元素對夾雜物的變質作用,改變鋼中的夾雜物的結構形貌和物性,使鋼中夾雜物球化、細化,從而提高鋼材的力學性能。2、蘇州40CrMo合金結構鋼對鋼錠進行高溫擴散熱處理,可以改善鋼錠的成分不均勻性,從而提高鋼材的橫向性能。3、蘇州40CrMo合金結構鋼在熱加工方面,對鋼錠進行反復的鐓拔和多向軋制,增大變形量,可降低鋼中的碳化物偏析的級別,也有利于改善鋼材的各向異性。4、蘇州40CrMo合金結構鋼鋼的純凈度對 模具鋼材的等向性能有很大的影響,采用二次精煉技術(包括真空精煉、ESR和鋼包噴粉等),可以提高鋼材的純凈度,尤其降低鋼中的有害雜質的含量,對提高性能十分有益。
蘇州40CrMo合金結構鋼大型鍛件的傳統(tǒng)制造方式是采用大型鋼錠開坯、自由鍛造成形。但隨著重大裝備的不斷發(fā)展,對大型鍛件的要求越來越高,不僅規(guī)格和截面越來越大,而且內在質量也不斷提高,傳統(tǒng)的制造方式已經(jīng)難以滿足要求。為了適應高端裝備的需求,實現(xiàn)大型鍛件形質兼?zhèn)涞哪繕?,急需對制造方式進行變革。為此,以傳統(tǒng)鋼錠制造技術提升和新型增材制坯技術開發(fā)為代表的均質化制坯、一體化制造及模鍛化成形等制造方式應運而生。蘇州40CrMo合金結構鋼大型鍛件是電力、冶金、石化、造船、礦山、航空航天、軍工等裝備(圖1)的基礎部件,其經(jīng)濟帶動性強,涵蓋面廣,是裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上不可缺少的重要一環(huán)。大型鍛件傳統(tǒng)的制造方式是自由鍛造成形,“肥頭大耳”和“傻大黑粗”曾經(jīng)是大型鍛件的代名詞。