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      DLXPM相比于718模具鋼，適合于更大的塑料模具鋼，隨著鋼材規(guī)格增加，探傷不合問(wèn)題也會(huì)越來(lái)越多，不同的探傷不合特點(diǎn)反映出不同的質(zhì)量問(wèn)題，如鋼材內(nèi)部、表面等因素都會(huì)造成探傷不合。針對(duì)DLXPM不同的探傷問(wèn)題，分析了探傷問(wèn)題形成的原因，并提出改進(jìn)措施。

 

1、 引言

 

    DLXPM是在718模具鋼成分基礎(chǔ)上微調(diào)的一種塑料模具鋼，通過(guò)降低C、Cr含量減輕偏析，改善焊接性，通過(guò)增加Mn、Mo含量，不僅彌補(bǔ)降Cr造成的淬透性損失，且使淬透性進(jìn)一步增加，加入V進(jìn)一步提高淬透性、細(xì)化晶粒、增加回火穩(wěn)定性，同時(shí)可適當(dāng)降低白點(diǎn)敏感性。相比于718模具鋼，DLXPM適合做為更大型的塑料模具使用。隨著鋼材的尺寸增加，鋼廠在生產(chǎn)時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題也會(huì)隨之增加，例如：探傷問(wèn)題、硬度均勻性問(wèn)題、純凈度問(wèn)題等等，尤其是探傷問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鋼材報(bào)廢，損失較大。本文針對(duì)DLXPM不同的探傷問(wèn)題，簡(jiǎn)要分析其形成原因，并提出改進(jìn)措施。

 

2、 研究材料及生產(chǎn)工藝 

 

     研究材料DLXPM的尺寸范圍：厚度500~1250mm，寬度1200~1850mm，長(zhǎng)度2000~4000mm?；瘜W(xué)成分如表1所示。生產(chǎn)工藝流程：轉(zhuǎn)爐→LF→RH→模鑄→加熱鍛造→正火→退火→預(yù)硬→檢驗(yàn)、入庫(kù)。

 

 

3、 常見(jiàn)探傷問(wèn)題特點(diǎn)及分析

 

3.1 鋼材內(nèi)部影響探傷問(wèn)題

 

3.1.1 錠尾端夾雜探傷不合格

 

（1）探傷不合分布特征    

 

     錠尾端夾雜探傷不合，缺陷大多分布在錠尾端1000mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)，寬度及厚度的中心區(qū)域，缺陷有時(shí)連續(xù)分布，有時(shí)斷續(xù)分布，該種類型的探傷不合鋼材表面對(duì)應(yīng)區(qū)域如圖1a所示。

 

（2）原因分析   

 

      DLXPM大型塑料模具鋼一般采用錠重≥20t的鋼錠生產(chǎn)，解剖定性分析缺陷主要為夾渣或夾雜，導(dǎo)致缺陷可能原因有：

 

①保護(hù)渣結(jié)塊或加渣操作不規(guī)范導(dǎo)致保護(hù)渣未完全融化上浮，隨鋼液凝固殘留在鋼材中；

 

②澆注時(shí)因二次氧化造成以Si、Mn氧化物為主的夾雜物；

 

③因鋼液脫氧不良，形成錠尾沉積錐。

 

3.1.2 中心疏松探傷不合格

 

（1）探傷不合分布特征    

 

     中心疏松探傷不合主要分布在鋼材幾何中心位置，不合區(qū)域小至幾十毫米，大至幾百上千毫米。該種類型的探傷不合鋼材表面對(duì)應(yīng)區(qū)域如圖1b所示。

 

（2）原因分析    

 

     解剖定性分析產(chǎn)生缺陷主要原因?yàn)橹行氖杷杉?jí)別較高，一般≥3級(jí)，存在明顯的疏松孔洞。導(dǎo)致缺陷可能原因有：

 

①純凈度差、過(guò)熱度高等原因?qū)е略间撳V中心質(zhì)量較差，鍛造后中心缺陷未焊合；

 

②加熱未透燒、鍛造單道次壓下量小、鍛比不足等，鍛造后中心缺陷未焊合。中心疏松缺陷一般經(jīng)過(guò)改鍛后探傷合格。

 

3.1.3 白點(diǎn)探傷不合格

 

（1）探傷不合分布特征   

 

     靠近鋼材寬度的兩邊或長(zhǎng)度的兩端沒(méi)有傷波，缺陷主要靠近冒口端，缺陷波形尖銳清晰，且隨著探頭的移動(dòng)，波形此起彼伏、交替變化明顯。有時(shí)宏觀看像點(diǎn)偏，實(shí)際放大觀察呈鋸齒狀裂紋，為白點(diǎn)缺陷，具體如圖2所示。探傷不合區(qū)域如圖1c所示。

 

（2）原因分析

 

       DLXPM屬于Cr-Ni-Mn-Mo鋼，由于這些合金都是提高淬透性元素，必然伴隨著大量的組織轉(zhuǎn)變，進(jìn)而帶來(lái)組織應(yīng)力，并且Ni、Mn等合金大多為電解法生產(chǎn)，含氫量較高，易導(dǎo)致原始鋼液氫含量偏高，而且氫原子容易在純凈度較差、偏析較嚴(yán)重的位置聚集反應(yīng)生成氫氣產(chǎn)生氫壓，組織應(yīng)力與氫壓為白點(diǎn)形成的必不可少的條件，因此該類鋼材極易產(chǎn)生白點(diǎn)。產(chǎn)生白點(diǎn)的原因包含：

 

①因原材料潮濕、真空脫氣不當(dāng)?shù)仍蛟斐射撘涸細(xì)浜科撸?/span>

 

②因鋼液純凈度差、偏析嚴(yán)重，給氫提供聚集場(chǎng)所造成氫聚集形成氫壓；

 

③預(yù)硬冷卻后未及時(shí)回火或回火時(shí)間不夠等熱處理操作不當(dāng)原因造成較大的殘余組織應(yīng)力，與氫壓共同作用形成白點(diǎn)。

 

3.2 鋼材表面影響探傷問(wèn)題

 

3.2.1 探傷不合分布特征    

 

      當(dāng)鋼材側(cè)面存在凹坑、裂紋、折疊等缺陷，沿大表面探傷時(shí)，探傷不合區(qū)域一般分布在鋼材寬度兩邊100mm內(nèi)，且由側(cè)表面連續(xù)延伸至內(nèi)部，具體如圖1d所示，經(jīng)過(guò)人工鉆孔模擬測(cè)試，如圖2所示，探傷顯示缺陷延伸深度大于實(shí)際缺陷深度，相同深度缺陷，距離探頭越遠(yuǎn)，探傷顯示深度越深。

 

3.2.2 原因分析    

 

    鋼材表面缺陷深度一般不超過(guò)10mm，造成鋼材表面缺陷原因包含：

 

①鋼錠表面存在凹坑或裂紋缺陷，隨著后續(xù)鍛造形成折疊缺陷；

 

②鍛造操作不當(dāng)，如進(jìn)砧寬度不合理、或終鍛溫度偏低等。

 

4、 改進(jìn)與預(yù)防措施

 

      針對(duì)DLXPM大型塑料模具鋼的各種探傷問(wèn)題，可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn)或采取預(yù)防措施，即原材料準(zhǔn)備、精煉、模鑄、加熱、鍛造、熱處理等關(guān)鍵生產(chǎn)工序的工藝參數(shù)，防止或減少探傷問(wèn)題的發(fā)生。

 

4.1 冶煉工序預(yù)防措施

 

（1）合金料準(zhǔn)備   

 

     合金料提前烘烤去除水分，降低原始鋼液氫含量，防止白點(diǎn)缺陷。

 

（2）精煉   

 

     采用轉(zhuǎn)爐+LF+RH+模鑄工藝路線冶煉，控制轉(zhuǎn)爐出鋼C，防止轉(zhuǎn)爐出鋼下渣，做好脫氧操作，提高鋼液純凈度，RH極限真空度≤67Pa，極限真空保持時(shí)間≥25min，進(jìn)一步降低鋼液有害氣體含量。

 

（3）模鑄   

 

     采用氬氣保護(hù)澆注，澆注前使用氬氣置換鋼錠模內(nèi)空氣，防止鋼液二次氧化。選取合適的保護(hù)渣，保證渣料細(xì)小松散，防止夾渣缺陷，選擇內(nèi)壁光滑無(wú)明顯缺陷的鋼錠模，防止鋼錠表面缺陷。采用低溫澆注，注速的控制原則：開(kāi)流穩(wěn)、跟流緊、及時(shí)增、平穩(wěn)升，防止偏析。

 

4.2 加熱、鍛造工序預(yù)防措施

 

（1）加熱   

 

     采用高溫紅送方式加熱，保證裝爐時(shí)鋼錠溫度≥600℃，升溫速度≤80℃/h，在相變點(diǎn)溫度時(shí)要有足夠的保溫時(shí)間，防止相變產(chǎn)生的應(yīng)力與熱應(yīng)力互相疊加。高溫?cái)U(kuò)散溫度1250℃~1280℃，保溫時(shí)間充足，一方面保證鋼錠均勻透燒，一方面通過(guò)高溫?cái)U(kuò)散均勻成分，減小偏析。

 

（2）鍛造   

 

     鍛造采用WHF鍛造法，即寬平砧大壓下鍛造法，多次鐓拔，拔長(zhǎng)過(guò)程至少保證1道次壓下量≥20%，總鍛比≥6，保證鋼材內(nèi)部組織致密，防止中心疏松。

 

（3）熱處理    

 

     鍛后采用正火+去氫退火+淬火+兩次回火熱處理工藝，其中，正火的目的是為了細(xì)化晶粒，增加晶界的固氫作用，去氫退火的目的是進(jìn)一步降低鋼材中的氫含量，防止白點(diǎn)缺陷，熱處理過(guò)程中每個(gè)工序間的銜接需保證鋼材溫度≥200℃，防止應(yīng)力增加加劇白點(diǎn)傾向。

 

5、 結(jié)語(yǔ) 

 

    （1）鋼材的內(nèi)部缺陷以及表面缺陷均會(huì)影響探傷結(jié)果，內(nèi)部缺陷包括：夾雜、夾渣、疏松、白點(diǎn)等，表面缺陷包括：表面裂紋、折疊、凹坑等，不同的缺陷類型具有不同的探傷分布特點(diǎn)。

 

    （2）通過(guò)對(duì)生產(chǎn)中的原材料準(zhǔn)備、精煉、模鑄、加熱、鍛造、熱處理等關(guān)鍵工序進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)工藝參數(shù)控制，能夠有效減少探傷問(wèn)題，提高探傷合格率。