內冷鐵在4Cr5MoSiV鋼液態模鍛中的應用

葉四友，范宏訓，王 潛

（湖北汽車工業學院，湖北十堰 442000）

內冷鐵在4Cr5MoSiV鋼液態模鍛中的應用

葉四友，范宏訓，王 潛

（湖北汽車工業學院，湖北十堰 442000）

本文介紹了內冷鐵在4Cr5MoSiV鋼液態模鍛中的應用。為減少產品內部熱節處出現縮孔和解決產品模膛沿凸模轉角和底平面出現的裂紋，在凹模中安放內冷鐵。結果表明采用內冷鐵可有效防止產品熱節處出現縮孔，并能減少鑄件內部裂紋。

4Cr5MoSiV鋼；液態模鍛；內冷鐵；裂紋

1 引言

目前熱鍛模的制造工藝是鍛造鋼坯再進行機加工或電火花加工，某鍛造廠每年耗費鍛模成本近千萬，而且制造周期長，切削加工量大，大量廢鍛模不能重新回收利用。為了節約成本，縮短鍛模的制造周期，使用液態模鍛方法生產熱鍛模。鍛模型槽采用與鍛模尺寸相適應的凸式壓頭成形，型槽不需要加工，鍛模制件在金屬型內冷卻并在壓力下變形和結晶凝固，可獲得力學性能較好的制件。但試驗產品質量不穩定，通過對試驗產品進行解剖發現，10%的產品熱節處出現縮孔和型槽轉角處出現剪切裂紋。基于冷鐵可以減少和防止此類缺陷的產生[1－3],在后期試驗中設置了內冷鐵,目的是防止產生縮孔和裂紋的產生。

2 試驗過程

2.1 試驗產品及工藝流程

試驗產品為某汽車公司轎車從動齒輪鍛模（圖1）。經過多次試驗，鍛模液鍛工藝流程基本成熟,工藝流程見圖2。工藝參數為，澆注溫度1500℃左右，加壓時間為 3～5s，比壓為 90MPa。保壓 25～30s后卸壓，隨之自動脫模并頂出。液鍛件被取出后立即埋入干砂中緩冷或直接送進退火爐中進行余熱退火，以防在空冷中淬火而出現表面裂紋。

2.2 內冷鐵的設置

試驗用內冷鐵加工成?78mm，厚度10mm。材質選Q235－A。底面以?3mm焊芯焊成三角支架用于支撐。安放在上表面離凹模底面相距32mm的中心處，合模后離凸模底面10～13mm（熱節處偏上）。安放前用砂紙去盡氧化皮。澆注前放好靠模具，本體預熱。內冷鐵形狀與尺寸如圖3所示。

3 試驗結果及分析

3.1 產品尺寸及性能

試驗產品的尺寸見表1。從表中可看出產品尺寸符合要求。從產品上取樣進行力學性能測試，常溫下試驗產品的抗拉強度都在1409MPa以上，沖擊韌性都在63J/cm2以上，接近鍛造水平。

表1 產品與圖紙要求尺寸

3.2 產品質量

產品解剖后發現冷鐵與產品熔結很好，未發現內部和轉角出現裂紋，且截面內沒有縮孔缺陷，解剖圖如圖4所示。

3.3 試驗結果分析

本次試驗設計的冷鐵直徑與制件型槽下表面直徑相當（?78mm），安放后處于凹模模腔中部，原因是此處為熱節，冷鐵可增加熱節處的冷卻凝固速度。整個凝固過程見圖5。由于壓力的作用，冷鐵熔接中心部位向下凸起。熱節處未發現縮孔，補縮良好。靠近凸模圓角部位和凸模底平面下部，與前期試驗相比消除了剪切裂紋。

4 結論

在4Cr5MoSiV鋼液態模鍛中采用內冷鐵對防止產品熱節處出現縮孔,減少制件內部裂紋十分有效。

[1]凌云飛，胡昌軍.內冷鐵在厚大鑄鋼件上的應用[J].中國鑄造裝備與技術.2010（2）.

[2]張久祜，厚大斷面床身鑄件內冷鐵的應用[J]，中國鑄造裝備與技術.2010（5）.

[3]葉四友.4Cr5MoSiV鋼質液鍛鍛模質量分析與研究[D].武漢科技大學,2002.

Study on the Inner Cold Iron In 4Cr5MoSiV Steel Made by Squeeze Casting

YE Siyou,Fan Hongxun,He Wangqian
（Hubei Automotive Industries Institute，Shiyan，Hubei 442000）

The role of in 4Cr5MoSiV Steel made by squeeze casting in this paper，In order to reduce Shrinkage hole and Crackle In the product，The inner cold iron was put in the Concave die.The results show that the inner cold iron can reduce shrinkage loose and cracks.

4Cr5MoSiV steel；squeeze casting；inner cold iron；cracks

TG245;

B；

1006－9658（2012）02－0023-2

2012－01－20

稿件編號：1202－021

葉四友（1974－），女，講師，主要從事金屬材料加工工藝及材料性能的研究