铸造热锻模具钢在农机制造中的应用

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摘 要：随着农业现代化的进一步发展，对农机制造水平的要求也不断提高，为了增强农机制造的质量效益和经济效益，选择适宜的铸造工艺成为行业普遍关注的问题。文章主要论述了铸造热锻模具钢在农机制造中的应用效果，以期能够为相关的实践提供理论参考。

关键词：农机制造；热锻模具钢铸造；应用研究

中图分类号：TG142 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0068-01

传统农机制造技术的应用依然很普遍，但是随着农业机械化水平不断提高，以往的铸造技术已经不能满足时展的需求，为了在经济条件允许的范围内，制造出性价比更高、使用性能更强的农业机械，铸造热锻模具钢应运而生。

1 铸造热锻模具钢的特征

在农机制造中，和传统的锻造模具钢比较而言，铸造热锻模具钢的强度更高，红硬性更好，并且缺口的敏感度非常低，在使用的过程中抗热疲劳性能佳，尽管比起锻造模具钢的韧性稍差，但是优势比较突出，稳定性和可靠性毋庸置疑。

铸造热锻模具钢的力学性能可以满足使用的需求。通常在室温状态下，铸造热锻模具钢与常规锻造模具钢在抗拉强度和屈服强度方面几乎等同。铸造热锻模具钢的伸长率要小于锻钢，并且在断面收缩率方面也优于锻钢。铸造热锻模具钢也存在有显著的屈服现象，这就表明其具有韧性，且硬度可以满足实际的需求，冲击韧性值也符合工况的要求。

铸造热锻模具钢红硬性也可以达到预期的标准。在高温状态下，红硬性是有效判断工件具体性能的关键指标。铸造热锻模具钢最显著的优势是在540 ℃的高温回火之后，在硬度方面要优于锻造钢件。这通常是因为铸造热锻模具钢处在凝固的时候，其中结晶里存有的空隙具有元素的偏析性，这有利于显著增强抗回火的性能。

铸造热锻模具钢缺口敏感性比较高。在实际应用过程中，铸造模具钢在疲劳负荷下缺口敏感性程度要小于锻造模具钢的敏感性，并且铸造热锻模具钢还具有较强的抗热疲劳性能，形成细小裂纹之后的扩展速度，要慢于同一类型的锻造模具钢。

铸造模具钢还具有很强的抗热疲劳性能。排除机械因素例如磨损、打坏的情况之外，铸造热锻模具钢大多是因为出现热疲劳裂纹、麻点、熔接等问题而报废的。事实证明，热疲劳性能中也包含所有相似的缺陷，这也是导致模具出现报废的关键所在。所以在应用过程中，要想方设法增强模具钢的热疲劳抗力，这也是延长模具钢使用期限的关键步骤。

铸造热锻模具钢热稳定性较强，使用效益比较高。新型铸造热锻模具钢和5CrMnMo钢都处于650 ℃温度中，随着时间的变化，硬度也随之变化，研究可知5CrMnMo钢在650 ℃时硬度要显著小于新型铸造热锻模具钢的硬度，当保温时间不断延长后，5CrMnMo钢硬度下降速度非常快，而铸造热锻模具钢的硬度却可以在一段时间内保持在稳定的状态。

2 铸造热锻模具钢在农机制造中的应用

2.1 锻钢制造工艺

通常使用铸造热锻模具钢工艺的应用包括两种，一种是制成半轴法兰盘锻模具，另一种是制成护刃器锻模具。

第一种制成规格为（051-1）12・38・201的半轴法兰盘锻模具，上模是69 kg，下模为73 kg，使用的生产设备是3 t的锤锻模。根据制造的效果可知，使用传统的5CrMnMo锻造模块制造成的模具，平均每一套能够锻造法兰盘的数量为2 500～3 000件，并且在生产过程中由于模腔出现严重的龟裂从而影响使用的效果，甚至作废。但是应用铸造热锻模具钢制作出来的模具，一共可以锻造出同一规格的法兰盘5 800件，相当于传统锻造方式的两倍，也不会出现严重的龟裂，实践中导致失效的原因是出现了一个3 mm的铸造缺口，由此可见应用的效率是显著的。

第二种应用是制造出1 000系列联合收割机的双联护刃器模具，规格为上模重75 kg，下模的重量为69 kg，主要使用的生产机械设备是630 t的摩擦压力机。实践使用的效果显示，使用传统的5CrMnMo锻造模块制作而成的模具锻造护刃器的上模平均数量是1 000～1 500件，下模平均数量是2 000～2 500件，随后由于模腔工作表面出现龟裂的问题而失效，同时模具的磨损程度也比较严重。采用新型的铸造热锻模具钢制作而成的同一类型的器件，上模平均铸造的数量是2 000～2 500件，下模平均铸造的数量是3 000～3 500件，可见都要超出传统的加工工艺，并且报废的原因不是龟裂所致。

2.2 工艺不足与改进

在农机制造中使用铸造热锻模具钢还存在很多的不足之处需要进一步改进，主要体现在以下几个方面：

①精密铸造水平还未达到标准，尤其体现在尺寸和表面光滑度上，这与铸造过程有关，由于铸造中涉及的环节较多，导致频频出现气孔，有时还会导致砂眼等铸造缺陷，从而影响了器件的力学性能。同时精铸热锻模具本身的制造过程还不够严格，很多步骤未能实现高水准制造，出现的问题较多，包括热处理、机械加工磨削导致的断裂等，大大影响了精铸模具的质量。另外，铸造热锻模具钢的处理工艺还有待于进一步提高，例如热处理方式不当容易导致断裂，包括回火不充分以及内应力过大等因素。

②铸钢的合金化效果不够理想。最初采用的精铸热锻模具钢很大一部分使用的是原锻造模具钢的化学物质，常见的有5CrNiMo、5CrMnMo等，但是多半的锻造模具钢是低、中碳的中合金钢，所以在应用过程中流动性比较差，容易出现缩孔或者缩松倾向大的问题，同时铸态与锻态金属性能之间有着显著的差异，合金化水平与特征存在显著的区别，使用原锻造模具钢的化学物质来进行精铸热锻模具钢的生产，反而不能达到预期的铸造效果，因此精铸热锻模具钢在往合金化方向发展的过程中，需要发挥精铸热锻模具钢本身具有的优点，包括抗热疲劳性强、热稳定性佳、耐磨性好等，从而有效防止由于低塑性导致的显微开裂问题。

③铸造热锻模具钢的韧性还需要进一步增强。冲击韧性的高低也是衡量韧性指标的重要方面，然而由于铸造金属自身不具备较强的韧性，所以导致其冲击韧性比其他锻造金属要小一些，这是精铸模具质量和稳定性差的一个原因，也是导致早期脆性断裂的一个关键因素。根据热锻模具在应用中的具体工况判断，大多数失效是由于热锻模不能承受大能量的冲击，在这种情况下，倘若显著增强了精铸热锻模具钢的韧性，就会导致其他性能水平的明显下降，还会提高早期断裂的几率，因此，精铸热锻模具钢依靠增强冲击韧性来提高合金化水平，不符合其应用特征，也起不到增强效益的作用，故要具体情况具体分析，制定合理的策略，才能不断提高制造水平。

3 结 语

综上所述，铸造热锻模具钢在现代化农机制造中发挥着重要的作用，不仅可以最大限度地提高农机制造的质量，同时还可以有效提高生产的效率，精准度也非常高，得到行业内的广泛青睐，在未来的发展中，只有根据需求，不断更新生产工艺，增加技术含量，才能推动农机制造的高水平发展。

参考文献：

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