本文通過對熱模鋼角裂問題的分析，研究了其鍛造工藝，提高了熱模鋼的表面質量，節約了生產成本。熱模鋼具有淬火、耐熱、耐磨、耐熱、綜合、耐熱性好、綜合回火穩定性高的特點，主要用于制造鍛造模具、熱擠壓模具、精密鍛造模具、合金壓鑄模具，廣泛應用于汽車、電子、家電等行業。隨著市場需求和競爭的日益激烈，對產品質量和生產成本控制提出了更高的要求。
熱模具鋼在鍛造過程中一般采用兩次頭長的方式。成品鍛造后，表面與表面的交界處容易開裂，需要后續加工去除，造成生產成本的浪費。
熱模鋼角裂問題分析熱作模具鋼完成兩次鐓粗拉長的主變形后，成品火次(指鍛造過程中最后一火)厚度預留變形量一般為150~200mm，成品火力鍛造時，先將電渣錠拉長到工藝尺寸，，然后用天車和操作車調頭，然后將電渣錠從非啟動端鍛造到工藝尺寸。據統計，50%以上的生產產品存在角裂（圖1）問題，需要加工去除，造成原材料和勞動力成本的巨大浪費。
圖1 熱作模具鋼出現角裂現象
缺陷位置金相檢測分析利用顯微鏡檢測典型缺陷位置的金相，發現缺陷為裂紋（圖2），缺陷位置無冶煉凝固缺陷。因此，我們認為裂紋引起的角裂是由鍛造過程引起的。
圖2
產品表面質量統計分析通過統計典型產品的表面質量，發現角裂紋發生在非啟動端，最大角裂紋尺寸約為50mm×50mm×5mm，數據統計見表1。
表1 角裂數據統計
生產過程參數分析通過多次現場跟蹤熱模鋼的生產過程，統計成品鍛造火的鍛造溫度。鍛造電渣錠啟動端鍛造溫度一般為900~1050℃調頭鍛造電渣錠非啟動端時，鍛造溫度一般為800~950℃。
綜上所述，結合該材料合金成分高、鍛造溫度范圍窄的特點，得出結論，熱模鋼對應電渣錠非啟動端角裂的主要原因是成品熱鍛造溫度低，鍛造成低溫鍛造。
改進工藝方案設計結合以上情況分析，制定了四項有利于改善角裂的工藝措施：
⑴熱作模具鋼成品的加熱溫度為1200℃調整至1220℃；
⑵熱模鋼成品鍛造火的最終鍛造溫度為800℃調整至860℃；
⑶為保證鍛造溫度，將成品火災分為兩個階段，即先將電渣錠拉長至成品尺寸，然后返回爐保溫1小時，然后繼續將電渣錠拉長至工藝尺寸；
⑷為防止成品火次邊角降溫過快，主變形完成后將邊角倒小角。
效果驗證經過上述改進工藝措施，后續生產的熱模鋼表面角裂得到有效控制。95%以上的產品沒有肉眼可見的角裂缺陷，一些仍有角裂的產品的缺陷尺寸控制在10mm×10mm×3mm改進后的產品如圖3所示。
圖3 工藝改進后生產的熱作模具鋼
結束語在熱作模具鋼鍛工藝的改進中，提高了坯料鍛造變形過程中邊角的溫度，避免了鍛件的低溫鍛造。熱作模具鋼改進工藝措施實施后，使得鍛件的材料變形塑性得到提高，有效避免了熱作模具鋼角裂現象的發生，縮短了產品產出周期，節省了生產成本，為我司帶來了明顯的經濟效益。
