不同材質鋼錠模的橫斷面設計受材料特性影響顯著,主要差異體現在以下方面:
一、鑄鐵類鋼錠模
斷面形狀適配
多采用方形、矩形或波紋邊形橫斷面,利用棱角結構增強模具抗變形能力,但受限于鑄鐵耐熱性(800-1000℃),需通過增大散熱面積(如多角形)緩解熱疲勞裂紋傾向。
內壁設計優化
凹邊形或波紋邊形內壁可改善鋼錠表面微凸形態,降低脫模阻力,但其熱疲勞壽命僅500-800次,需頻繁更換。
二、合金鋼錠模
復雜斷面支撐
鉻鉬合金材質(如Cr20Mo2)可耐受1400℃高溫沖擊,允許設計八角形等多角形斷面,利用棱角分散凝固應力,適配高純凈度特種鋼鑄造需求。
自修復特性應用
納米鈮摻雜技術使氧化膜具備動態修補功能,支持凹邊或直邊內壁設計,減少鋼錠表面凹陷缺陷。
三、銅合金錠模
高導熱性匹配
圓形或多角形橫斷面可大化散熱面積,銅合金熱導率≥300 W/m·K,配合鈹銅(CuBe2)高硬度(HRC 40+)內壁,適合精密鑄件快速冷卻工藝。
薄壁設計優勢
內腔橫斷面多采用直邊形,減少熔體與模壁接觸時間,降低侵蝕風險,但成本高昂限制其應用場景。
四、鋁基復合材料錠模
輕量化斷面創新
矩形或方形斷面為主,依靠SiC顆粒增強(密度2.8g/cm³)實現輕量化,適用于連鑄連軋產線快速更換需求,工作溫度提升至950℃。
結構簡化傾向
受成型工藝限制,內壁多采用直邊形或淺波紋邊形,優先保證模具整體強度。
五、鎢鉬基復合材料錠模
端工況適配
內腔橫斷面可設計為復雜異形結構(如梅花形),CVD鎢涂層實現1600℃以上耐溫性能,用于航空航天域鈦合金鑄造,內壁趨近零侵蝕。
高精度表面處理
直邊形內壁經鏡面拋光,減少金屬液流動阻力,確保高潔凈度鋼錠成型。
對比總結
材質類型典型橫斷面形狀內壁特征適用場景
鑄鐵類方形/波紋邊形凹邊/波紋邊通用型鋼錠生產
合金鋼多角形(如八角形)直邊/凹邊高純凈度特種鋼
銅合金圓形/多角形直邊/淺波紋邊小型精密鑄件
鋁基復合材料矩形/方形直邊/淺波紋邊連鑄連軋節能產線
鎢鉬基復合材料梅花形/異形鏡面拋光直邊航空航天高溫合金鑄造