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蘇州軋輥廠家生產(chǎn)高速鋼軋輥-模具鋼淬火中的裂紋分析及解決方案

蘇州軋輥廠家生產(chǎn)高速鋼軋輥-模具鋼淬火中的裂紋分析及解決方案

它通常以突然的形狀出現(xiàn)，例如模具角，凹口，型腔和芯片布線飛邊蘇州軋輥廠家生產(chǎn)高速鋼軋輥 。

這是因為淬火時拐角處的應(yīng)力是光滑表面平均應(yīng)力的10倍。

此外，鋼中的碳含量和合金元素的含量越高，鋼的Ms點越低，Ms點越低2°C，淬火傾向就越高。2倍，Ms點降低8℃，淬火傾向提高8倍； 鋼中不同的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和相同的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變不會同時改變。 由于不同結(jié)構(gòu)的特定公差，會引起巨大的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，從而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)交界處形成弧形裂紋。 淬火后回火不及時，或回火不充分，鋼中的殘余奧氏體未完全轉(zhuǎn)變，并保持在使用狀態(tài)以促進(jìn)應(yīng)力的重新分布，或在模具使用和維修過程中發(fā)生殘余奧氏體的馬氏體轉(zhuǎn)變。 新的當(dāng)組合應(yīng)力大于鋼的強度***限時，會形成電弧裂紋。 它具有第二種回火脆性鋼。 淬火后，在高溫下回火并緩慢冷卻，從而使鋼中的P和s等有害雜質(zhì)沿晶界析出。它大大降低了晶界結(jié)合力和韌性，增加了脆性，并在使用過程中在外力作用下形成電弧裂紋。

網(wǎng)絡(luò)破解

預(yù)防措施：原料的化學(xué)成分嚴(yán)格。不得使用金相組織和探傷，不合格的原材料和粗晶粒鋼作為模具材料； 在生產(chǎn)前應(yīng)選擇細(xì)晶粒鋼和真空電爐鋼，并應(yīng)檢查原材料的脫碳層深度。開發(fā)先進(jìn)合理的熱處理工藝，選用微電腦溫度控制儀，控制精度達(dá)到±5℃，并定期對儀器進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)； 模具產(chǎn)品的***終加工選擇真空電爐，保護(hù)氣氛爐和完全脫氧鹽浴爐加熱模具產(chǎn)品等。有效防止和避免網(wǎng)絡(luò)裂縫的形成。

預(yù)防措施：（1）嚴(yán)格選擇材料以確保材料質(zhì)量，控制Pb，As，Sn等低熔點雜質(zhì)和S，P非金屬雜質(zhì)不超過標(biāo)準(zhǔn)； （二）生產(chǎn)前進(jìn)行材料檢驗，不合格的原材料不予生產(chǎn)； （3）選擇純度高，雜質(zhì)少，化學(xué)成分均勻，晶粒細(xì)小。

電渣重熔和精煉鋼，碳化物小，各向同性好，疲勞強度高。 通過噴丸處理和表面化學(xué)滲透層的改性和強化處理來強化模具輪廓的表面，從而使金屬表面層受到預(yù)應(yīng)力以抵消模具的影響。使用過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力提高了模具表面的疲勞強度； （提高模具表面處理的準(zhǔn)確性和光滑度;改善化學(xué)滲透性和硬化層的微觀結(jié)構(gòu)特性;使用計算機(jī)控制硬化層的厚度，濃度和厚度。

H13模具鋼，2344模具鋼，1。2367模具鋼，1。2379模具鋼，SKD61模具鋼，Cr12MoV模具鋼

預(yù)防措施：（1）在進(jìn)入倉庫之前嚴(yán)格檢查原材料，以確保原材料的成分合格。 不合格的原料必須經(jīng)過重整，碳化物被粉碎，化學(xué)成分和金相組織才能投入生產(chǎn)。模塊熱處理之前的成品在淬火后需要保留一定量的研磨。回火和線切割； （2）進(jìn)入爐前檢查儀器，使用微電腦控溫，控溫精度±5℃，對真空爐，保護(hù)氣氛爐加熱，以防止過熱和氧化脫碳； （分類淬火，等溫淬火，回火后回火，多次回火，以充分消除內(nèi)應(yīng)力，為線切割創(chuàng)造條件；（制定科學(xué)合理的線切割工藝。

橫向裂紋

冷裂紋

電弧裂紋

注意事項：（淬火后在淬火前在沸水中沸騰模具30-60分鐘，可消除15％-25％的淬火內(nèi)應(yīng)力并使殘余奧氏體穩(wěn)定，然后在-60°C或-120低溫下進(jìn)行常規(guī)冷處理 處理時，溫度越低，殘留奧氏體轉(zhuǎn)化成馬氏體的數(shù)量就越多，但是不可能完成該轉(zhuǎn)化。 實驗表明，保留了約2％-5％的殘余奧氏體，并根據(jù)需要保留了少量殘余物。奧氏體可以緩解應(yīng)力并起到緩沖作用。 由于殘余奧氏體柔軟而堅韌，因此可以部分吸收馬氏體的快速膨脹能，以緩解相變應(yīng)力。 （冷加工后，取出模具并用熱水加熱。它可以消除40％-60％的冷處理應(yīng)力。 升溫至室溫后應(yīng)及時調(diào)溫。 進(jìn)一步消除了冷加工應(yīng)力，以避免冷加工裂紋的形成，獲得穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)性能，并確保模具產(chǎn)品在儲存和使用過程中不會變形。

預(yù)防措施：（1）對原材料進(jìn)行鍛造和鍛造，雙十字形變形為up鍛，經(jīng)過四次and鍛和四次set鍛后，鍛造的纖維結(jié)構(gòu)圍繞型腔或軸對稱分布，***后 使用高溫的熱量。淬火后再進(jìn)行高溫回火，可以完全消除塊狀，網(wǎng)狀，帶狀和鏈狀碳化物，使碳化物細(xì)化至2-3級； （2）制定先進(jìn)的熱處理工藝，以控制***終淬火殘余奧氏體的奧氏體含量不超過標(biāo)準(zhǔn)； （淬火后及時回火以消除淬火應(yīng)力;適當(dāng)降低磨削速度，磨削量和磨削冷卻速度可有效防止并避免形成磨削裂紋。

在使用模具時，會在應(yīng)力的作用下將硬化層從鋼基體上逐段剝離。由于模具的表面結(jié)構(gòu)和型芯結(jié)構(gòu)之間的比容的差異，表面層在淬火期間形成軸向和切向的淬火應(yīng)力，在徑向方向上產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，并且它們在內(nèi)部急劇變化。 在表面化學(xué)熱處理模具的冷卻過程中，經(jīng)常發(fā)生的應(yīng)力急劇變化的窄范圍內(nèi)會發(fā)生剝離裂紋，這是因為表面化學(xué)改性導(dǎo)致內(nèi)層和外層的淬火馬氏體膨脹不能同時進(jìn)行 鋼基體的相變是不定時的，從而導(dǎo)致較大的相變應(yīng)力，這導(dǎo)致基體組織對滲透層進(jìn)行化學(xué)處理。剝離。如火焰表面硬化層，高頻表面硬化層，滲碳層，碳氮共滲層，氮化層，硼化層，金屬化層等。

化學(xué)硬化后，淬火不適用于快速回火，特別是低于300℃的低溫回火，這將導(dǎo)致表面層形成張應(yīng)力，而鋼基底芯和過渡層形成壓應(yīng)力。 當(dāng)拉應(yīng)力大于壓應(yīng)力時，將導(dǎo)致化學(xué)滲透層被拉開。

預(yù)防措施：改進(jìn)設(shè)計，使形狀盡可能對稱，減少形狀的突然變化，增加加工孔和加勁肋，或使用組合組件； 圓角代替直角和尖角，通孔代替盲孔，提高加工精度和表面光潔度，減少應(yīng)力集中的來源。 通常，對直角，尖銳邊緣，盲孔等的硬度要求。 不高。 它們可以包扎或塞滿鐵絲，石棉繩，耐火泥等。，這是人為地產(chǎn)生冷卻屏障并使其緩慢冷卻和淬火的過程。避免應(yīng)力集中并防止淬火期間形成電弧裂紋。 淬火鋼應(yīng)及時回火，以消除一些淬火內(nèi)應(yīng)力并防止淬火應(yīng)力擴(kuò)展。 長時間回火可以提高模具的斷裂韌性值。；多次回火使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變充分和消除新的應(yīng)力；合理回火，提高鋼件疲勞抗力和綜合機(jī)械力學(xué)性能；對于有第二類回火脆性模具鋼高溫回火后應(yīng)快冷水冷（或油冷卻），可以消除第二種回火脆性，防止并避免淬火過程中形成電弧裂紋。

線切割裂紋

裂紋特征垂直于軸向。在未硬化的模具中，在硬化和未硬化區(qū)域之間的過渡處會出現(xiàn)較大的拉伸應(yīng)力峰值。 大型模具在快速冷卻時很可能會形成較大的拉伸應(yīng)力峰值。 產(chǎn)生的軸向應(yīng)力大于切向應(yīng)力，從而導(dǎo)致橫向裂紋。

S和P在鍛造模塊中。***，Bi，Pb，Sn，As等低熔點有害雜質(zhì)在側(cè)向偏析或組件中具有側(cè)向微裂紋，淬火后擴(kuò)散形成側(cè)向裂紋。

預(yù)防措施：應(yīng)從表面到內(nèi)部降低型鋼的化學(xué)鋼滲透層的濃度和硬度，以增強滲透層與基材之間的結(jié)合力。 滲透后的擴(kuò)散處理可以使化學(xué)滲透層和基材之間的過渡均勻。退火，球化退火和淬火回火處理可以充分細(xì)化原始結(jié)構(gòu)，可以有效防止和避免剝離裂紋，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

裂紋深度較淺，通常約為0。01-5毫米，輻射且破裂。主要原因如下：原料具有深的脫碳層，該深的脫碳層尚未通過冷切去除，或者成品模具在氧化氣氛爐中加熱以引起氧化脫碳； 模具表面金屬結(jié)構(gòu)的脫碳和鋼基馬氏體的碳含量不同。不同容量的鋼，經(jīng)過脫碳處理的表面層在淬火過程中會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。 因此，表面金屬常常沿著晶界被拉扯開裂成網(wǎng)狀。 原材料是粗晶粒鋼，原始組織是粗大的，并且存在塊狀鐵素體。淬火無法消除，殘留在淬火組織中或溫度控制不準(zhǔn)確，儀器故障，結(jié)構(gòu)過熱或什至過熱，晶粒粗化，晶界鍵合損失以及在模具淬火和冷卻過程中沿著奧氏體的碳化物晶粒邊界沉淀， 晶界的強度大大降低，韌性差，脆性大，在拉伸應(yīng)力作用下沿晶界開裂。

通常在模具成品的淬火和回火過程中發(fā)生，并且形成的大多數(shù)微裂紋垂直于研磨方向，深度約為0。05— 0mm。（原料預(yù)處理不當(dāng)，無法充分消除塊，網(wǎng)，帶狀碳化物和原料嚴(yán)重脫碳;（***終淬火加熱溫度過高，發(fā)生過熱，晶粒粗大，形成大量殘余奧氏體）;（（在研磨過程中發(fā)生了應(yīng)力誘發(fā)的相變，這將殘留的奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，并且結(jié)構(gòu)應(yīng)力很大。 另外，由于回火不足，留下的殘余拉伸應(yīng)力更大，與磨削結(jié)構(gòu)應(yīng)力疊加在一起，由于磨削速度大，進(jìn)料量大和冷卻不當(dāng)，金屬表面層的磨削熱急劇上升到 淬火加熱溫度，然后冷卻磨削液，這會導(dǎo)致磨削表面層二次硬化。 多個應(yīng)力的組合超過了材料的強度。***限時，會引起表面金屬磨削裂紋。

疲勞斷裂

預(yù)防措施：（1）模具鋼應(yīng)在淬火后及時回火，充分回火，并反復(fù)回火以消除淬火的內(nèi)應(yīng)力； （2）模具鋼淬火后一般不宜因T組織在350-400?C的溫度回火，經(jīng)常在此溫度下發(fā)生，應(yīng)對具有T型結(jié)構(gòu)的模具進(jìn)行再加工，并對模具進(jìn)行防銹處理以改善腐蝕 抵抗性; （3）在熱作模具維修之前進(jìn)行低溫預(yù)熱，以及在使用一段時間后進(jìn)行低溫回火消除了應(yīng)力，這不僅可以防止和避免應(yīng)力腐蝕裂紋，而且可以大大提高模具的使用壽命。 它有兩個目的，并具有重大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。

東锜模具鋼！-專業(yè)模具鋼制造商！制作優(yōu)質(zhì)的熱作模具鋼H13，冷作模具鋼，塑料模具鋼。

東锜模具鋼廠采用大型設(shè)備：電弧爐+精煉爐+真空脫氣+電渣爐+鍛造。

模具鋼主要是中碳和高碳合金鋼。 淬火后，一些過冷的奧氏體尚未轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，并以殘留奧氏體的形式保持使用狀態(tài)，從而影響了性能。

如果將其保持在零以下，則會促進(jìn)殘余奧氏體的馬氏體相變。 因此，冷處理的實質(zhì)是繼續(xù)淬火。室溫下的淬火應(yīng)力和零度下的淬火應(yīng)力疊加在一起。 當(dāng)重疊應(yīng)力超過材料強度***限時，形成冷裂紋。

預(yù)防措施：應(yīng)合理鍛造模塊。 原料的長度與直徑的比率（即鍛造比率）***好在2到3之間選擇。 鍛件使用雙交叉變形鍛件。 經(jīng)過五到五次拉拔和多次鍛造后，鋼中的碳化物和雜質(zhì)細(xì)小，均勻分布在鋼基體上，鍛造的纖維結(jié)構(gòu)在型腔周圍無方向性分布，大大提高了側(cè)向機(jī)械性能 減少模塊的應(yīng)力，消除應(yīng)力源； 選擇理想的冷卻速度和冷卻介質(zhì)：在鋼的Ms點以上，上述快速冷卻比鋼的臨界淬火冷卻速度快。 鋼中過冷奧氏體產(chǎn)生的應(yīng)力為熱應(yīng)力，表層為壓應(yīng)力，內(nèi)層為拉應(yīng)力，它們相互抵消，有效地防止了鋼中熱應(yīng)力裂紋的形成。Ms-Mf之間的緩慢冷卻可以大大降低淬火馬氏體形成過程中的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。當(dāng)鋼中的熱應(yīng)力和相應(yīng)的應(yīng)力之和為正拉伸應(yīng)力時，很容易淬火，而當(dāng)為負(fù)時，不容易淬火。

充分利用熱應(yīng)力，減少相變應(yīng)力，將總應(yīng)力控制為負(fù)，可以有效避免橫向淬火裂紋的發(fā)生。CL-1有機(jī)淬火介質(zhì)是理想的淬火劑。 同時，可以減少和避免淬火模具變形，并控制硬化層的合理分布。調(diào)節(jié)不同濃度的CL-1淬火劑可獲得不同的冷卻速度，獲得所需的硬化層分布，并滿足不同模具鋼的需求。

裂紋在淬火和回火模塊的在線切割過程中出現(xiàn)。 這個過程改變了應(yīng)力場在金屬表層，中間層和核心上的分布。 淬火的殘余內(nèi)應(yīng)力失衡和變形，在一定區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力。當(dāng)模具的強度受到限制時，該拉伸應(yīng)力將導(dǎo)致模具材料的裂紋，并且該裂紋是呈弧形的剛性變質(zhì)層形狀的裂紋。實驗表明，線切割過程是局部高溫放電和快速冷卻過程，因此金屬表面層形成了樹枝狀鑄件結(jié)構(gòu)的凝固層，產(chǎn)生了600-900MPa的拉應(yīng)力和約0的厚度。03mm高應(yīng)力二次淬火白色亮層。

裂紋的原因：（1）原料中碳化物嚴(yán)重偏析； （2）儀器故障，淬火加熱溫度過高，晶粒粗大，降低材料韌性并增加脆性； （淬火的工件未及時回火，回火不充分，在線切割過程中存在過多的殘余內(nèi)應(yīng)力和新的內(nèi)應(yīng)力會導(dǎo)致線切割裂紋。

該裂紋經(jīng)常在使用過程中發(fā)生。金屬模具由于化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)過程而破裂，這導(dǎo)致從表面到內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞和腐蝕，這就是應(yīng)力腐蝕破裂。模具鋼由于熱處理后的微觀結(jié)構(gòu)不同而具有不同的耐腐蝕性。***耐腐蝕的結(jié)構(gòu)是奧氏體（A），***耐腐蝕的結(jié)構(gòu)是貝氏體（T），其次是鐵素體（F）-馬氏體（M）-珠光體（P）-山梨石（S）。

因此，不適合在模具鋼的熱處理中獲得T組織。

盡管對淬火鋼進(jìn)行了回火，但由于回火不足，淬火內(nèi)應(yīng)力仍或多或少地存在。 使用模具時，在外力作用下也會產(chǎn)生新的應(yīng)力。 在金屬模具中有應(yīng)力的地方蘇州軋輥廠家生產(chǎn)高速鋼軋輥 ，會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。

研磨裂紋

應(yīng)力腐蝕開裂

剝離裂紋

在使用模具時，在反復(fù)的應(yīng)力作用下形成的微疲勞疲勞裂紋緩慢傳播，導(dǎo)致突然的疲勞斷裂。（1）原材料具有發(fā)際線，自斑點，孔隙，疏松，非金屬夾雜物，碳化物嚴(yán)重偏析，帶狀結(jié)構(gòu)和無鐵素體的冶金結(jié)構(gòu)缺陷，破壞了基體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性并形成了不均勻的應(yīng)力 濃度。

不排除鋼錠中的112，導(dǎo)致在軋制過程中形成白點。

鋼中存在有害雜質(zhì)，例如***，Bi，Pb，Sn，As和S，P。 鋼中的P容易引起冷脆性，而s可能引起熱脆性。 超過標(biāo)準(zhǔn)的S，P有害雜質(zhì)很可能形成疲勞源;（2）厚度過大，濃度過大，硬化層過多，硬化層太淺以及過渡區(qū)硬度低，會導(dǎo)致材料的疲勞強度急劇下降; （當(dāng)模具表面粗糙時，精度低，光潔度差以及刀線，刻字，劃痕，擦傷，磨砂表面腐蝕等）。 也容易出現(xiàn)應(yīng)力集中和疲勞斷裂。

預(yù)防措施：嚴(yán)格檢查儲存的原材料，切勿投入有害雜質(zhì)含量超標(biāo)的鋼材； 嘗試使用真空冶煉，爐外精煉或電渣重熔模具鋼； 改善熱處理工藝，使用真空加熱，保護(hù)性氣氛加熱和完全脫鹽的鹽浴爐加熱和分級淬火，等溫淬火; 從無心淬火到強化淬火（即不完全淬火）等措施，以獲得具有高韌性的強貝氏體組織，大大降低了拉應(yīng)力，可有效避免模具的縱向開裂和淬火變形。

裂紋是軸向的，細(xì)的和長的。當(dāng)模具完全硬化（即無心淬火）時，型芯會轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?**大比容的淬火馬氏體，從而產(chǎn)生切向拉伸應(yīng)力。 模具鋼的碳含量越高，產(chǎn)生的切向拉伸應(yīng)力就越大。超過此鋼強度***限會導(dǎo)致形成縱向裂紋。以下因素進(jìn)一步加劇了縱向裂紋的發(fā)生：鋼中含有更多有害雜質(zhì)，例如S，P，Bi，Pb，Sn，As和其他低熔點。 在鑄錠的軋制過程中，鋼沿軋制方向嚴(yán)重偏析，并且容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。形成初步淬火裂紋，或原料軋制后快冷形成的初步裂紋未加工掉落在產(chǎn)品中導(dǎo)致***終淬火裂紋擴(kuò)大形成裂紋；模具尺寸在鋼的淬火敏感尺寸范圍內(nèi)碳工具鋼淬裂危險尺寸它是8-15mm，中低合金鋼的危險尺寸是25-40mm）或選擇的淬火冷卻介質(zhì)大大超過了鋼的臨界淬火冷卻速率，很容易形成縱向裂紋。

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