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作為沖模常用材料的高合金工具鋼，其所有的力學(xué)性能的高低，與沖模的使用和壽命息息相關(guān)。在國外常常通過改鍛來提高高合金工具鋼的力學(xué)性能，而國產(chǎn)高合金工具鋼，尤其是冷作模具用高合金工具鋼（如Ｃｒｌ２，Ｃｒｌ２ＭｏＶ），其共晶碳化物極不均勻，若不經(jīng)改造，是不能滿足沖模需要的。因此，需采用先進(jìn)鍛造工藝進(jìn)行改鍛，以達(dá)到制模要求。   

冷作模具高合金鋼的鍛造，不限于獲得理想的幾何形狀、消除冶金缺陷（如鍛焊內(nèi)部疏松、非氧化氣孔、細(xì)化晶粒、緊密組織等），更重要的是通過合理的鍛造操作，大幅度提高鋼的力學(xué)性能。    

改鍛的基本工藝要素   

高合金工具鋼軋（鍛）材的改鍛與一般自由鍛有別，各個環(huán)節(jié)都有具體的要求。欲將其改鍛成高質(zhì)量的沖凸模、凹模鍛坯，必須事先確定好以下一些基本要素。

１ 對原始毛坯的要求   

模具制造大都是單件、小批量生產(chǎn)，模具鍛坯的原始毛坯下料主要采用鋸切割。要求兩端平整（傾角小于１０°），其毛坯尺寸還應(yīng)考慮加工余量和火耗。為了滿足首次鐓粗鍛造比，便于擊碎材料組織顆粒粗大的碳化物，推薦按下式確定毛坯長度尺寸：

２ｄ＜Ｌ＜３ｄ（圓坯料）

２Ａ＜Ｌ＜３Ａ（方坯料）式中：Ｌ——毛坯長度；

ｄ——圓毛坯直徑；

Ａ——方毛坯邊長。

２ 加熱規(guī)范

常用高合金工具鋼鍛造加熱規(guī)范見表１。  

３ 鍛造設(shè)備噸位   

高合金工具鋼在鍛造溫度下比普通碳鋼強(qiáng)度高、塑性差。為了更有利在接近終鍛溫度進(jìn)行鍛造，便于打碎鋼中碳化物，從而改善鋼的內(nèi)部組織，在鍛造高合金工具鋼時，其鍛造設(shè)備噸位應(yīng)選得高一點。根據(jù)鍛件重量設(shè)備參見表２。

表２　鍛錘噸位選用推薦表  

形狀、尺寸以及表面質(zhì)量符合要求，也要求改善其內(nèi)部質(zhì)量。迄今為止，后者仍然要靠鍛造的變形工步來達(dá)到。對于一般的碳鋼和低合金鋼，必須在始鍛溫度下，加大鍛造比，猛烈鍛打，使其鍛透，這就足以改善其內(nèi)部質(zhì)量。而高合金工具鋼，特別是低塑性合金鋼，因塑性太低，不能用自由鍛造方法鍛造。但當(dāng)它們處在全向不等值壓縮狀態(tài)下（即三向受壓應(yīng)力狀態(tài)），其塑性可得到提高。在擠壓筒中擠壓和閉式模腔中模鍛，屬于這種應(yīng)力狀態(tài)。   

用自由鍛工藝鍛造高合金工具鋼時，若采用方一扁方一方拔長的鍛造工步，則鍛坯受力狀態(tài)可看作近似的三向壓力狀態(tài)，可更好鍛透并挖掘材料塑性潛力。

４ 高合金工具鋼改鍛工步的選定   

高合金工具鋼沖模鍛坯，要求其共晶碳化物顆粒應(yīng)細(xì)小而勻稱并均勻分布，無宏觀、微觀偏析。未經(jīng)精煉的國產(chǎn)高合金工具鋼軋（鍛）材，需進(jìn)行改鍛才能改變材料力學(xué)性能，滿足沖模鍛坯的要求。目前行之有效的改緞方法有以下幾種：

（１）順纖維方向鐓拔３次以上。沿原始毛壞的纖維方向（軸向），確保鍛造比＞２，在一火內(nèi)快速連續(xù)鐓拔３次以上。這種方式適合高速鋼及小尺寸高合金工具鋼鍛坯的改鍛。缺點是若鐓拔次數(shù)不足或鍛造比過小則鍛不透，從而導(dǎo)致碳化物分布有明顯方向性：操作不當(dāng)時，還易出現(xiàn)空心裂紋。

（２）變向反復(fù)鐓拔３次以上。第一次順纖維鐓拔，第二次垂直于纖維方向拔長再鐓粗。按此順序可分為單十字、雙十字和多十字鐓拔。這種鐓拔工步要點：一火內(nèi)完成全部十字鐓拔；鍛造比＞２，鐓粗前后鍛坯高度相差一倍；為避免鐓粗凸肚裂紋，應(yīng)采用傾斜旋轉(zhuǎn)多次輕擊快打；拔長采用方一扁方一方走料。生產(chǎn)實踐證明，經(jīng)三種十字鐓拔，可以滿足多數(shù)８０ｍｍ以下毛坯軋（鍛）材各種鍛坯改鍛的需要。    

雖然采用相同的變形工步，同樣的生產(chǎn)條件，但由于鍛工操作技術(shù)水平不一，加之原始毛坯的內(nèi)在質(zhì)量差異，改鍛后的效果，有時仍然會有較大差別。   

結(jié)束語   

經(jīng)改鍛后的Ｇｒ１２ＭｏＶ鋼鍛坯，其共晶碳化物的不均勻度達(dá)到國標(biāo)２級以上，有的也能達(dá)到ｌ級，使原始毛坯軋（鍛）材的碳化物不均勻度提高了４級以上。以統(tǒng)計資料顯示，這種由改鍛高合金工具鋼制造的沖模，其壽命均有大幅度提高（達(dá)３０％—５０％）。