[發明專利]多單元同質金屬疊鍛生產模具鋼模塊的方法

有效

• 申請號: 201610751993.5
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106271482B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 白仁偉
• 申請（專利權）人: 遼寧北祥重工機械制造有限公司;白仁偉
• 主分類號: B23P15/24
• 分類號: B23P15/24
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 史力伏

一種多單元同質金屬疊鍛生產模具鋼模塊的方法，解決現有技術存在的鑄錠過程中由于注速、鑄溫控制不當，使得鑄成的鋼錠內部存在空洞、裂紋、偏析等缺陷，成材率低，影響模具鋼模塊質量的問題。該方法包括：把軋制板坯作為金屬單元體，將堆疊的板坯單元體裝入到由普通碳鋼焊接成的箱體內，并對箱體進行抽真空和密封；根據鍛件內部空洞型缺陷閉合條件制定鍛造和加熱工藝，使金屬板坯單元體通過高溫保壓焊合成整體坯料；拆除箱體后將板坯單元體返爐進行高溫擴散，再把坯料鍛造至模具鋼模塊要求的尺寸。該方法避免了澆筑鋼錠常見的偏析、夾雜、縮孔、疏松、裂紋等缺陷，提升了模具鋼模塊的整體質量，提高了材料的利用率，降低了能耗，經濟效益明顯。

技術領域

本發明屬于鍛造技術領域，具體涉及一種將多個相同材質的金屬板坯單元體通過表面凈化處理，真空封裝，鍛造過程中高溫保壓，來消除板坯單元體間的空洞型缺陷的多單元同質金屬疊鍛生產模具鋼模塊的方法。

背景技術

工業的快速發展帶動了模具產業的發展，從而使得模具用鋼鐵材料也隨之發展起來。從模具鋼的發展歷程不難看出，模具鋼發展到現在已逐步系列化，主要包括冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼和特殊用途模具鋼，其中塑料模具鋼的市場需求占據第一位。隨著全球經濟產業結構的不斷調整，制造業等傳統工業在向發展中國家轉移。我國勞動力資源豐富，勞動力成本低，制造業發展迅速，模具行業市場巨大，已成為模具制造大國，但還稱不上模具強國。近幾年，我國模具工業一直以每年15％左右的增長速度發展。

近三年我國模具總產值分別達到450億元、530億元和620億元。但同時必須看到，我國每年還要從日本、瑞典、法國、德國、奧地利等國進口約6萬噸左右的高檔模具鋼，要花費大量的外匯。這說明我們與世界先進水平相比，在模具的品種、質量、尺寸規格、性能及服務等方面還存在差距，還難以滿足市場需求。國內鋼鐵企業生產的中厚板及鍛造企業生產的模塊在品種規格系列化和質量水平上與國際企業相比仍有較大差距，高檔塑料模具鋼長期依賴進口。

目前，國內生產模塊的原料主要是靜態澆筑鋼錠或電渣重熔鋼錠。電渣重熔鋼錠質量相對好，成本較高，一般模具鋼的電渣成本為2500元/噸。電渣錠的收弧端和引弧端通常存在夾渣等缺陷，需要切除，材料的利用率一般在80％左右。而澆筑鋼錠常見的缺陷有：偏析、夾雜、氣體、氣泡、縮孔、疏松、裂紋和濺疤。這些缺陷的形成與冶煉，澆鑄和冷卻等過程緊密相關，而且鋼錠愈大，缺陷愈嚴重，這些缺陷也往往是造成大型鍛件報廢的主要原因，大幅度降低了鋼錠的成材率。并且鋼錠內部的缺陷是不可視的，這些缺陷也很難通過冶煉工藝的改進而消除。傳統的鍛造過程中，鋼錠的冒口和錠尾由于存在的缺陷較多，通常需要切除，材料的利用率一般為75％左右。

據相關專利文獻報導，公告號為CN102950428B的“塑料模具鋼鋼板的加工方法”，公告號為CN103060699B的“冷作模具鋼的加工方法”，以及公告號為CN102936692B的“冷沖模模具鋼的加工方法”等模具鋼的加工方法，都是通過一定化學組分的原料澆注形成模具鋼坯料，澆注成型的模具鋼鋼錠經過降溫，加熱，保溫，爐冷，然后再加熱、保溫、冷卻來制得所需類別的模具鋼。這些方法雖然工藝簡單，材料成本低，制得的模具鋼具有一定的機械性能，但這類方法對破壞金屬的連續性、引起顯微裂紋、降低模具鋼澆注后力學性能的異相質點類夾雜，以及鋼錠中殘存氣體(例如氧、氮、氫等)最終以氧化物和氮化物形式，在鋼錠內形成的導致鋼材塑性降低的鍛件內部白點和氫脆等缺陷，無法起到有效的消除作用，影響模具鋼的性能。