- 鍛造與壓軋模具鋼材對破壞韌性與抗壓強度影響
一、前言
近年來模具材料因市場多元需求，煉鋼廠採高密度鍛造與冷軋或熱軋製成煉製模具鋼材料以符合市場需求，鋼材煉製過程中碳化物分佈及組織織構偏析程度卻對模具鋼使用壽命上扮演非常重要的角色，由其用於精密模座或是重要的模仁及滑塊等模具零件，本文主要探討其微鍛造與壓軋金屬組織偏析程度對模具鋼使用上韌性及抗壓強度的影響。鋼板在煉鋼廠的煉製過程中，需將原始鋼錠(Ingot)經過鍛打或滾軋的方式將鋼材組織中初析碳化物打散，細緻化去除偏析，並減少煉鋼閉合冷卻過程中微縮孔的減少。在相似合金組成的鋼材，即時鋼材硬度一樣，但經過高鍛打方式煉鋼，偏析及微縮孔程度會變得較不明顯，此將有助於提高鋼材的韌性、抗壓強度及表面放電、蝕刻、咬花及拋光加工的程度。
二、微縮孔材料缺陷及偏析對模具鋼使用的影響
鍛造比充足的金屬材料，微縮孔是不容易看見的，如有尖角的微縮孔及介在物存在是淬火或使用中破裂起始點潛在位置，微縮孔比例愈多材料韌性會愈差，抗壓強度減弱。帶狀偏析易會造成模具使用上的影響：降低韌性、降低抗壓強度、降低拋光性、降低加工性、降低耐酸性等特性。
三、結果與討論
此以金屬模具鋼鍛造與熱軋金屬織構組織分析判斷，金屬鋼材偏析帶：片狀、帶狀等現象絕對足以影響模具鋼表面處理，偏析帶主要以碳化物聚集為主，聚集帶HV硬度約1500以上組，如果模具拋光在此偏析帶上，擇有跳碳及橘皮產生；蝕刻在偏析帶上，因碳化物硬度高，不易蝕刻，會產生蝕刻時碳化物偏析帶蝕刻深度較淺，造成整體蝕刻表面深淺不一。且偏析帶碳化物聚集，韌性不佳，抗壓強會減弱。
四、結論
金屬鋼材鍛造織構，高鍛造比是煉鋼中影響品質的重要因素之一；對精密模具鋼影響，熱軋織構碳化物偏析足以影響金屬模具尺寸時效穩定性，建議模具鋼材選用時必須列為重要評估重點之一。
