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你知道模具鋼淬火裂紋的五種預防措施嗎？

發(fā)布時間：2020-07-17 ?? 瀏覽次數(shù)：次

　　隨著社會經濟的發(fā)展，模具鋼在我們的生活中的使用率也越來越高，模具鋼是用來制造冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等模具的鋼種。模具在熱處理時，尤其是在淬火過程中，要產生體積變化、形狀翹曲、畸變等，為保證模具質量，要求模具鋼的熱處理變形小，特別是對于形狀復雜的精密模具，淬火后難以修整，接下來東锜模具鋼給大家分享五種模具鋼淬火裂紋預防措施。

　　 1、冷處理裂紋

　　模具鋼多為中，高碳合金鋼，淬火后還有部分過冷奧氏體未轉變成馬氏體，保留在使用狀態(tài)中成為殘余奧氏體，影響使用性能。若置于零度以下繼續(xù)冷卻，能促使殘余奧氏體發(fā)生馬氏體轉變，因此，冷處理的實質是淬火繼續(xù)。室溫下淬火應力和零度下淬火應力疊加，當疊回應力超過該材料強度***限時便形成冷處理裂紋。

　　預防措施：

　　（1）淬火后冷處理之前將模具置于沸水中煮30—60min，可消除15％－25％淬火內應力并使殘余奧氏體穩(wěn)定化，再進行－60℃常規(guī)冷處理，或進行－120℃深冷處理，溫度愈低，殘余奧氏體轉變成馬氏體量愈多，但不可能全部轉變完，實驗表明，約有2％－5％殘余奧氏體保留下來，按需要保留少量殘余奧氏體可松馳應力，起緩沖作用，因殘余奧氏體又軟又韌，能部分吸收馬氏體化急劇膨脹能量，緩和相變應力；

　　（2）冷處理完畢后取出模具投入熱水中升溫，可消除40％－60％冷處理應力，升溫至室溫后應及時回火，冷處理應力進一步消除，避免冷處理裂紋形成，獲得穩(wěn)定組織性能，確保模具產品存放和使用中不發(fā)生畸變。

　　 2、磨削裂紋

　　常發(fā)生在模具成品淬火、回火后磨削冷加工過程中，多數(shù)形成的微細裂紋與磨削方向垂直，深約0.05—1.0mm。

　　（1）原材料預處理不當，未能充分消除原材料塊狀、網狀、帶狀碳化物和發(fā)生嚴重脫碳；

　　（2）***終淬火加熱溫度過高，發(fā)生過熱，晶粒粗大，生成較多殘余奧氏體；

　　（3）在磨削時發(fā)生應力誘發(fā)相變，使殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，組織應力大，加上因回火不充分，留有較多殘余拉應力，與磨削組織應力疊加，或因磨削速度、進刀量大及冷卻不當，導致金屬表層磨削熱急劇升溫至淬火加熱溫度，隨之磨削液冷卻，造成磨削表層二次淬火，多種應力綜合，超過該材料強度***限，便引起表層金屬磨削裂紋。

　　預防措施：

　　（1）對原材料進行改鍛，多次雙十字形變向鐓拔鍛造，經四鐓四拔，使鍛造纖維組織圍繞型腔或軸線呈波浪形對稱分布，并利用***后一火高溫余熱進行淬火，接著高溫回火，能充分消除塊狀、網狀、帶狀和鏈狀碳化物，使碳化物細化至2－3級；

　　（2）制訂先進的熱處理工藝，控制***終淬火殘余奧氏體含量不超標；

　　（3）淬火后及時進行回火、消除淬火應力；

　　（4）適當降低磨削速度、磨削量，磨削冷卻速度，能有效防止和避免磨削裂紋形成。

　　 3.線切割裂紋

　　該裂紋出現(xiàn)在經過淬火、回火的模塊在線切割加工過程中，此過程改變了金屬表層、中間層和心部應力場分布狀態(tài)，淬火殘余內應力失去平衡變形，某一區(qū)域出現(xiàn)大的拉應力，此拉應力大干該模具材料強度***限時導致炸裂，裂紋是弧尾狀剛勁變質層裂紋。實驗表明，線切割過程是局部高溫放電和迅速冷卻過程，使金屬表層形成樹枝狀鑄態(tài)組織凝固層，產生600－900MPa拉應力和厚約0．03mm的高應力二次淬火白亮層。

　　裂紋產生原因：

　　（1）原材料存在嚴重的碳化物偏析；

　　（2）儀表失靈，淬火加熱溫度過高，晶粒粗大，降低材料強韌性，增加脆性；

　　（3）淬火工件未及時回火和回火不充分，存在過大的殘余內應力和線切割過程中形成的新內應力疊加導致線切割裂紋。

　　預防措施：

　　（1）嚴格原材料入庫前檢查，確保原材料組織成分合格，對不合格原材料必須進行改鍛，擊碎碳化物，使化學成分、金相組織等達到技術條件后方可投產。模塊熱處理前加工成品需留足一定磨量后淬火．回火、線切割；

　　（2）入爐前校驗儀表，選用微機控溫，控溫精度±1.5℃，真空爐、保護氣氛爐加熱，嚴防過熱和氧化脫碳；

　　（3）采用分級淬火、等溫淬火和淬火后及時回火，多次回火，充分消除內應力，為線切割創(chuàng)造條件；

　　（4）制訂科學合理線切割工藝。

　　 4.疲勞斷裂

　　模具服役時在交變應力反復作用下形成的顯微疲勞裂紋緩慢擴展，導致突然疲勞斷裂。

　　（1）原材料存在發(fā)紋、自點、孔隙、疏松、非金屬夾雜、碳化物嚴重偏析、帶狀組織、塊狀游離鐵素體冶金組織缺陷，破壞了基體組織連續(xù)性，形成不均勻應力集中。鋼錠中112未排除，導致軋制時形成白點。鋼中存在Bi、Pb、Sn、As和S、P等有害雜質，鋼中的P易引起冷脆，而S易引起熱脆，S，P有害雜質超標均易形成疲勞源；

　　（2）化學滲層過厚、濃度過大、滲層過度、硬化層過淺、過渡區(qū)硬度低等都可導致材料疲勞強度急劇降低；

　　（3）當模面加工粗糙、精度低、光潔度差，以及刀紋，刻字、劃痕、碰傷、腐蝕麻面等也易引起應力集中導致疲勞斷裂。

　　預防措施：

　　（1）嚴格選材，確保材質，控制Pb、As、Sn等低熔點雜質與S、P非金屬雜質含量不超標；

　　（2）投產前進行材質檢查，不合格原材料不投產；

　　（3）選用具有純潔度高、雜質少、化學成分均勻、晶粒細．碳化物小、等向性能好，疲勞強度高等特點的電渣重熔精煉鋼，對模具型面表面噴丸強化和表面化學滲層改性強化處理，使金屬表層為預壓應力，抵消模具服役時產生的拉應力，提高模具型面疲勞強度；

　　（4）提高模具型面加工精度和光潔度；

　　（5）改善化學滲層和硬化層組織性能；采用微機控制化學滲層厚度、濃度和硬化層厚度。

　　 5.應力腐蝕裂紋

　　該裂紋常發(fā)生在使用過程中。金屬模具因化學反應或電化學反應過程，引起從表至內組織結構損壞腐蝕作用而產生開裂，這就是應力腐蝕裂紋。模具鋼因熱處理后組織不同，抗蝕性能也不同。***耐蝕組織為奧氏體（A），***易腐蝕組織為屈氏體（T），依次為鐵素體（F）一馬氏體（M）一珠光體（P）一索氏體（S）。因此，模具鋼熱處理不宜得到T組織。淬火鋼雖經回火，但因回火不充分，淬火內應力或多或少依然存在，模具服役時在外力作用下也會產生新的應力，凡有應力存在于金屬模具中就會有應力腐蝕裂紋發(fā)生。

　　預防措施：

　　（1）模具鋼淬火后應及時回火，充分回火，多次回火，以消除淬火內應力；

　　（2）模具鋼淬火后一般不宜在350－400°C回火，因T組織常在此溫度出現(xiàn)，發(fā)生有T組織模具應重新處理，模具應進行防銹處理，提高抗蝕性能；

　　（3）熱作模具服役前進行低溫預熱，冷作模具服役一個階段后進行一次低溫回火消除應力，不僅能防止和避免應力腐蝕裂紋發(fā)生，還可大幅度提高模具使用壽命，一舉兩得，有顯著技術經濟效益