怎么防止模具钢淬火中出现裂纹

时间：2013-07-31 作者：91再生 来源：91再生网

　　的裂纹呈轴向的方向、细而长的形状。当模具完全即情绪淬火的淬透性、淬火马氏体的血细胞比容的芯部插入、导致在切向拉应力、模具钢材的碳含量较高、较大的切向拉应力时产生的拉伸应力大于钢的强度极限的纵向裂纹的形成。纵向破解以下因素：（1）钢中含有较多的S、P、***、铋、铅、锡、砷、和其他低熔点有害杂质、钢锭轧制纵向沿轧制方向呈的偏析分布、易产生应力集中形成纵向淬火裂纹、或材料轧制后未处理的出引线的长度的裂纹扩大的纵裂纹的形成保留在产品中的最终淬火裂纹形成快速冷却、（2）敏感淬火开裂的钢模具大小范围（碳素工具钢、淬裂的危险为8-15mm的尺寸、低合金结构钢25-40mm的危险大小）或选择淬火介质是明显超过钢的临界淬火速度很容易纵向裂纹的形成。

　　预防措施：（1）严格原材料存储检查了过多的有害杂质钢尚未正式投产;（2）尽量使用真空冶炼、精炼或重熔钢模具（3）改进热处理工艺、使用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热和淬火、等温淬火;（4）心脏不慎淬火淬火淬透性、高韧性的下贝氏体和其他措施、显着降低拉应力、能有效地避免模??具纵向开裂和淬火变形。

　　横向裂缝

　　的裂缝、其特征在于、垂直于轴向方向。未淬透性的模具、有大的拉伸应力峰值在硬化区和未硬化区域的过渡部分、被快速冷却时容易形成大的模具、大的拉伸应力峰值、因形成的轴向应力大于切向应力、导致横向裂纹。锻造S、模块P. ***、铋、铅、锡、砷、和其他低熔点有害杂质的横向隔离或模块存在横向的微裂缝、横向裂缝、淬火后的扩展形式。

　　注意事项：（1）回收模具钢块应合理锻造、锻造原材料长度与直径之比最好在2-3、锻造变化、向双十字、五镦五拉火锻造钢碳化物和杂质、细、小、的方向分布的腔体周围的纤维组织的锻造钢的基体中均匀分布、大大增加模块横向力学性能、减少和消除应力的来源、（2）选择理想的冷却速度和冷却介质：快速冷却Ms点以上的钢、大于临界淬火冷却速度为钢、过冷奥氏体在钢中的热应力、表面产生压应力产生的应力、内层为张应力、相互抵消、有效地防止热应力裂纹的形成在钢的MS-MF之间的缓慢冷却、在马氏体的形成显着减少应力。当钢中的热应力和相应的应力的总和是正的（拉应力）、淬裂是否定的、是不容易的、淬裂。充分利用热应力、下层相的交变应力、与应力控制的总和为负、并且可以有效地避免横??向淬火裂纹发生。 CL-1有机淬火介质是一个理想的淬火剂、硬化层、同时降低和避免淬火模具失真的、还可以控制在合理的分布。对齐CL-淬火剂的浓度比、可在不同的冷却速度、以达到预期的硬化层分布、以满足不同的模具钢的需求。

　　圆弧形裂纹

　　常发生在模具边缘的角度、间隙、孔、死接线闪存形状突变。这是因为、在边缘处产生的应力淬火的10倍、在光滑的表面上的平均应力。此外、较高的含量（1）钢中的碳含量（C）的量的合金元素、降低了钢的Ms点、Ms点降低2℃、淬裂倾向增加1.2倍、Ms点降低8℃、淬裂倾向增加8倍、（2）钢的组织变化、在同一时间的相同的组织变化、由于不同的组织的特定体积、从而导致巨大的组织应力、导致组织交界处的圆弧形裂纹的形成;（3）淬火后没有回来、保留时间不足、火灾或高温回火奥氏体晶粒没有完全保留在状态转化、促进应力重新分布、或死亡、而服务残余奥氏体的马氏体相变、产生一个新的内部应力发生合并时的最大应力大于钢的强度时、形成弓形开裂;（四）有第二类回火脆性钢、淬火后高温回火缓冷、沿晶界析出物在钢中P、S和其他有害杂质的化合物中的、大大降低的结合力的晶界的强度和韧性、脆性增加、而服务在外力作用下形成的圆弧形裂纹。

　　注意事项：（1）改进设计、尽可能使对称的形状、以减少形状的突变、增加工艺孔和肋、或使用组合装配;（2）圆角代直角和尖锐的边、通孔代盲孔、提高加工精度和表面光洁度、减少应力集中源、一般硬度要求不高无法避免直角、锐边、盲孔等、可丝、石棉绳、耐火粘土选矿或馅、人造的冷却屏障、就这样慢慢冷却淬火、避免应力集中、防止电弧裂纹形成淬火（3）淬火钢的淬火应力消除一些应该锻炼、以防止扩展的淬火应力;（4）长时间回火以提高抗霉断裂韧性（5）充分回火、得到稳定的组织绩效;几个残余奥氏体回火和消除应力（7）合理回火、提高抗疲劳性能钢铁和机械性能;有第二类回火脆性模具钢高温回火后快速冷却（水冷或油冷）、可消除两种类型的回火脆性、防止和避免电弧淬火裂纹的形成。

　　剥离裂纹

　　的模具、而在压力下提供服务、件的硬化层剥离从钢基体上。模具表面的组织和心脏组织、表面硬化、以形成轴向、切向淬火应力、径向拉应力、在应力的内部突变的比容急剧范围窄剥离裂缝经常发生在表面化学处理模具的冷却过程中、由于与钢基体的表面化学改性而引起的内层和外层的电阻淬火马氏体膨胀的相变不发生在同一时间、产生一个大的相位的交变应力、导致渗氮层中的化学处理、可从基片上组织剥离。如火焰表面淬硬层、高频表面硬化层、渗碳层、碳和氮渗层渗层渗硼层、表面合金层。化学扩散层淬火不应该被迅速回火、特别是在快速加热和回火300℃或更少、将导致表面的拉伸应力、压缩应力和钢的基体心形成的过渡层形成时的拉伸应力大于比的压缩应力、导致的化学扩散层被拉裂剥离。

　　预防措施：（1）应使模具钢化学渗层的硬度由表的浓度内温柔减少、增强扩散层与基体的结合力、渗透后进行扩散处理、使该化学品的防渗层和基体过渡均匀;（2）模具钢的化学治疗前扩散退火球化退火、淬火和回火处理、充分细化原始组织、可以有效地防止和避免剥离的裂缝、以确保产品质量。

　　网状裂纹

　　裂纹深度较浅的一般埋深约0.01-1.5MM、径向、别名开裂。主要理由是：（1）原材料更深的脱碳、冷切割、不被删除、或成品模具在氧化气氛炉中加热造成氧化和脱碳、（2）的脱碳模具表面层的金属组织与钢的基体马氏体具有不同的碳含量、血细胞比容不同、会产生大的拉伸应力时、表面硬化钢的脱碳、因此、表面的金属碎片常常被拉成网状沿晶界、（3）的是原料粗晶粒钢、原始组织粗大的存在下、块状铁素体、常规淬火无法消除的、被保留在淬火组织中、或允许仪器失灵、发生组织过热、甚至烧毁、晶粒粗化温度、和损失的晶界结合力、模具淬火冷却钢碳化物沿奥氏体晶界、晶界强度大大降低、韧性差、脆性、拉伸应力下破获网状沿晶界。

　　预防措施：（1）严格的化学组合物的原料。原材料和粗晶粒钢的组织和探伤、故障是不是适合模具材料（2）选用细晶粒钢、真空电炉钢、生产前审查原材料脱碳层深度、冷切削余量必须脱碳层深度大于（3）发展先进合理的热处理工艺、选用微电脑温度控制仪表、控制精度可达到±？1.5℃、定时的现场校准工具（4）模具最终产品的加工用的真空炉、保护气氛炉和充分脱氧盐浴炉加热模具及其他措施、以有效地防止和避免网状裂纹形成。

　　冷处理裂纹

　　模具钢、高碳钢、淬火部分过冷奥氏体没有转变成马氏体、残余奥氏体保留在影响性能的状态。放在零下继续冷却、可促使残余奥氏体向马氏体转变、因此、该物质的冷处理淬火继续。在室温下淬火应力和零淬火应力叠加、当堆栈响应力超过强度极限的材料形成冷裂纹。

　　预防措施：（1）模具淬火后冷处理被放置在沸水中煮30?60分钟前、可以消除15％-25％的淬火应力和残余奥氏体的稳定、然后开展传统的冷-60℃处理、或-120℃的深冷处理、温度越低、更多的残余奥氏体转变成马氏体、但它是不可能将所有成品、实验表明、保留约2％-5％的残留奥氏体、根据需要保留少量的残余奥氏体弛豫应力、起缓冲作用、由于残余奥氏体柔软、强韧、能部分吸收马氏体迅速扩张的能量、缓和相变应力、（2）冷处理在除去塑造成热的水温可以消除40％-60％的冷处理压力、升温到室温应回火、冷处理、以进一步消除内应力、避免裂纹形成的冷处理、以获得稳定的组织绩效、以确保模具产品储存和??使用失真。

　　磨削裂纹

　　常发生在模具成品淬火、回火后磨削冷加工过程中、多数形成的微裂纹和磨削方向垂直的约0.05-1.0毫米的深度。 （1）的不当预处理原料、未能完全消除的块体的原料、网状、带状碳化物和严重脱碳、（2）的最终淬火温度过高、发生过热现象时、晶粒粗大、产生更多的残余奥氏体（ 3）时、会发生研磨应力诱发相变、使残余奥氏体转变成马氏体的应力、加上由于回火不足、留下更多的残余拉应力、磨削切应力叠加、或磨削速度、进给重和不正确的冷却、导致在金属表面迅速加热到淬火温度的磨削热、然后通过磨削液冷却、产生的磨削面的二次淬火、多种应力综合、超过材料的极限强度、那么导致表面的金属磨削裂纹。

　　预防措施：（1）原材料、许多双十字改锻锻造变化拉四个标题四个拉至抽穗期、锻造波浪形腔轴对称分布周围的纤维组织、并利用高温余热其次最后消防淬火、高温回火、能充分消除块状、网状、带状和链状碳化物、碳化物细化到2-3级;（2）发展先进的热处理工艺、控制最终淬火残余奥地利高尔基含量不超标;（3）淬火后及时回火、消除淬火应力;（4）适当降低磨削速度、磨削量、磨、冷却速度、可以有效地防止和避免形成磨削裂纹。

　　线切割裂纹

　　在切削过程中的裂纹、这一过程改变了金属表面经过淬火、回火模块联机不平衡变形的中间层和芯部的应力场的分布状态、淬火残余内应力、一个大的拉伸应力区拉伸应力导致模具材料的强度极限、是一个很大的爆裂、裂纹弧尾大胆变质层裂缝。实验结果表明、线切割过程是局部高温放电和快速冷却过程中、在金属表面上形成凝固层的铸态结构的树枝状、导致在600-900MPa左右的拉应力、厚度约0.03毫米高应力二次淬火白层。的裂纹的原因：（1）原料、是一个严重的碳化物偏析、（2）该仪器故障时、淬火加热温度过高时、晶粒粗大、降低了材料的强度和韧性、脆性增加、（3）淬火工件未及时回火和火是不足够的、有过大的残余应力、线切割加工过程中形成新的内部应力叠加导线切割裂纹。

　　注意事项：（1）严格原材料入库前检查、以确保合格的原料组成、必须改锻不合格原料、粉碎硬质合金、化学成分、显微满足生产前的技术条件。热处理前处理模块成品需要一定量的磨削淬火后保持脚。回火、线切割（2）入炉前校验仪表、选用微电脑控温、温度控制精度为±1.5℃、真空炉、保护气氛炉中加热、以防止经济过热、氧化和脱碳;（3）分级淬火、温淬火和淬火、回火、多次回火、充分消除内应力、线切割创造了条件;（4）制定科学合理的线切割工艺后的其他时间。

　　疲劳性骨折

　　重复地形成在模具的显微疲劳裂纹缓慢生长的交变应力、导致突然疲劳断口。 （1）信息从点的发际、孔隙度、疏松、非金属夹杂物、严重的碳化物偏析、能带结构、大量的游离铁素体冶金组织缺陷、破坏了基体组织的连续性、以形成非均匀的应力浓度。锭112不排除、导致白色斑点滚动形成。钢中存在*** P铋、铅、锡、砷、S、P、和其他有害杂质、使钢容易引起冷脆、而s易引起热脆、S、P有害杂质过多很容易疲劳源的形成、（2）的化学扩散层太厚、浓度过大时、的过度扩散层、硬化层过浅、过渡区和低硬度可导致材料疲劳强度急剧减少;（3）当模具表面粗糙、精度低、光洁度差、刀纹、刻字、划痕、碰伤、腐蚀麻面、也容易引起应力集中导致疲劳断裂。

　　预防措施：（1）严格甄选、以确保物料控制铅、砷、锡、及其他低熔点杂质和SP非金属杂质含量过多;（2）预产料检验、不合格原材料生产（3）选用纯度高、杂质少、化学成分均匀和细晶粒。碳化物、各向同性的性能、疲劳强度和高ESR成品钢、模具表面的表面的金属表面处理用喷丸和扩散层的表面化学改性：加强预加应力、偏移量模具服务中产生的拉伸应力、以改善模具表面疲劳强度;（4）以改善模具表面的加工精度和光洁度;（5）改善的的化学扩散层和硬化层的显微组织和性能、使用计算机控制的化学扩散层厚度、浓度和硬化层的厚度。

　　应力腐蚀开裂

　　在使用过程中经常会出现的裂缝。由于化学反应或电化学反应过程中、金属模具的腐蚀作用、从表中的内部组织结构、这是应力腐蚀开裂开裂造成损坏。模具钢热处理后的组织、耐腐蚀性也有所不同。最耐腐蚀的奥氏体组织（A）中、最耐腐蚀的组织为屈氏体（T）、其次是铁素体珠光体、马氏体（M）（F）（P）索氏体（S）。因此、模具钢的热处理不应该得到T组织。淬硬钢回火、回火不足、淬火应力仍然或多或少、模具、而服务在外力作用下会产生新的应力、应力在金属模具、将发生应力腐蚀开裂。

　　注意事项：（1）模具钢淬火后应进行回火、充分回火、多次回火、消除淬火应力;（2）一般都没有合适的模具钢淬火后回火350-400°C的组织、因为T经常出现在此温度下、发生的T组织应重新防霉处理、应进行模防锈处理、以提高耐蚀性;（3）热作模具供应防寒保暖服后一个阶段低冷作模具前回火消除应力、不仅要防止和避免应力腐蚀开裂的发生、同时也大大提高了模具的使用寿命、一举两得、有显着的技术经济效益。