模具钢在高温下塑性差主要是由于以下几个原因:高温下模具钢的晶粒长大,晶界强化效应减弱,导致材料的塑性降低;高温下模具钢的硬度降低,导致材料的强度下降;高温下模具钢的热膨胀系数增大,容易引起热应力和热裂纹等问题。针对这些问题,可以采取以下措施来改善模具钢在高温下的塑性。
首先,可以通过合理选择模具钢的成分来改善其高温塑性。添加适量的合金元素,如钼、钴、钛等,可以提高模具钢的高温强度和塑性。同时,控制碳含量和硫、磷等杂质的含量,可以减少晶界脆化和晶粒长大,提高模具钢的高温塑性。
其次,可以通过热处理来改善模具钢的高温塑性。采用适当的热处理工艺,如正火、淬火和回火等,可以改善模具钢的组织结构,提高其高温塑性。正火可以使模具钢的晶粒细化,提高其塑性;淬火可以提高模具钢的硬度和强度,减少晶界脆化;回火可以消除淬火产生的残余应力,提高模具钢的韧性。
此外,可以通过表面处理来改善模具钢的高温塑性。采用表面渗碳、氮化等工艺,可以在模具钢的表面形成一层硬度高、耐磨性好的保护层,提高模具钢的高温塑性。同时,还可以采用表面喷涂陶瓷涂层等技术,提高模具钢的高温抗氧化性和耐磨性。
最后,可以通过改变模具的结构设计来改善模具钢的高温塑性。合理设计模具的结构,减少模具的应力集中和热应力集中,可以降低模具钢在高温下的应力和变形,提高其高温塑性。同时,还可以采用冷却系统来控制模具的温度,减少模具钢的热应力和热裂纹的产生。
综上所述,改善模具钢在高温下的塑性可以通过合理选择成分、热处理、表面处理和结构设计等多种方法来实现。这些方法可以提高模具钢的高温强度和塑性,减少热应力和热裂纹的产生,从而提高模具钢在高温环境下的使用寿命和性能。