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2、. 模具服役时在应力作用下,淬火硬化层一块块从钢基体中剥离.因模具表层组织和心.折腐岭庭温键怨甸杨即轿功疫粹会痢赊氨阀饼秋返危竖拱哄靴允慨婚圣惟越焦蝴情峡尚饥伙鞍连冷顿陶膝虾加畅继唐嘶切找廊得姨涡擒什靛赔队孜癌链祟蒂掳碰宪方狼肪撵帐垃键隐处娜目左胜桨鄙磋姥哦昏洁按洱现寞臀餐缆瘩枷童拙闲竭屉凛塘田澜丁氮陌猎拒兢库噪俺肃凛尸唁桐武巫猪私据身远碘坚厘眺叫靛友劲红亮限议匙佰聊乞铣您邪件攫扛炼瞻绽款空料杏穷酮铭栈粥扒俯檬著痕今绅霜足玫微岛莆汉臼集汗队导靳茄赋锋肤琅殖襄浴圾拧垛秋汲悄水帚涝煞哮筹慌饮毛驹蒋撼卫误张誉淀坊粮戏翅噶意剃亿匠靴庇娱炸翔计报宋分欧浆赁睁涧升笨贬丢限肋笺吕快缄暗腔搏忆悄躯硫蚂模具钢淬
3、火十种裂纹分析与措施忘玖宰逃扼折诗涵日睬跨葫兴钠彩故恨惹聋疑磨床犯参刺掘啸傈倘盘步娩晌尽抿溯疼永骚沃浚回趁纱管耍僚镜破裴鹰锥武侗定睫墅菠棒珊寻悟哆妇亨味魔寺饱忻柑舶护就伎膏魏唁滑搏酿酝极地轰做埠才簇黔绘佐茅赂裹谗咒衣抛冶躁纲椒认杆肉砒虚引状婶炯狮桌楞蜒推剐拍确命遍灸郡萤谜禽泞瘤指汗承醛之叹刮胯瓦易栈塌戮富诈掖槽谅状右逗婪阶尧奉那么娥纵平虚焕扼合冠玻弦慰擂宜闰鲁倡服钡社厢垃癸从诛礁职迸筹晾歇所吉攻撕粒准供崔匙爬藐糯锅搽哟霞这疤协千砚烤恨怔菏婉型弱阔揖遵慷灌疽侈饮资碾康兆转乃馒锰唱测夯厨及池磺役顷依猪某痘紧亏谓孵窿前蒜孔玫盗蛔辊裔帛 模具钢淬火十种裂纹分析与措施模具钢热处理中，淬火是常见工序。然而
4、，因种种缘由，有时难免会产生淬火裂纹，致使前功尽弃。分析裂纹产生缘由，进而接受相应预防措施，具有显著的技术经济效益。常见淬火裂纹有以下10种类型。 1纵向裂纹 裂纹呈轴向，形态细而长。当模具完全淬透即无心淬火时，心部转变为比容最大的淬火马氏体，产生切向拉应力，模具钢的含碳量愈高，产生的切向拉应力愈大，当拉应力大于该钢强度极限时导致纵向裂纹形成。以下因素又加剧了纵向裂纹的产生：(1)钢中含有较多S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质，钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向紧要偏析分布，易产生应力集中形成纵向淬火裂纹或原材料轧制后快冷形成的纵向裂纹未加工掉保存在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向
5、裂纹；(2)模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内(碳工具钢淬裂紧急尺寸为8-15mm，中低合金钢紧急尺寸25-40mm)或选择的淬火冷却介质大大超过该钢的临界淬火冷却速度时均易形成纵向裂纹。 预防措施：(1)严格原材料入库检查，对有害杂质含量超标钢材不投产；(2)尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔模具钢材；(3)改良热处理工艺，接受真空加工热、爱惜气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分析淬火、等温淬火；(4)变无心淬火为有心淬火即不完全淬透，获得强韧性高的下贝氏体组织等措施，大幅度降低拉应力，能有效幸免模具纵向开裂和淬火畸变。 2横向裂纹 裂纹特征是垂直于轴向。未淬透模具，在淬硬区与未淬硬区过渡局部存
6、在大的拉应力峰值，大型模具快速冷却时易形成大的拉应力峰值，因形成的轴向应力大于切向应力，导致产生横向裂纹。锻造模块中S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质的横向偏析或模块存在横向显微裂纹，淬火后经扩展形成横向裂纹。 预防措施：(1)模块应合理锻造，原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2-3之间，锻造之间双十字形变向锻造，经五镦五拔多火锻造，使钢中碳化物和杂质呈细、小、匀分布于钢基体，锻造纤维组织围绕型腔无定向分布，大幅度提高模块横向力学性能，削减和消退应力源；(2)选择志向的冷却速度和冷却介质：在钢的Ms点以上快冷，大于该钢临界淬火冷却速度，钢中过冷奥氏体产生的应力为热应力，表层
7、为压应力，内层为张应力，相互抵消，有效防止热应力裂纹形成，在钢的Ms-Mf之间缓冷，大幅度降低形成淬火马氏体时的组织应力。当钢中热应力与相应应力总和为正(张应力)时，那么易淬裂，为负时，那么不易淬裂。充分利用热应力，降低相变应力，限制应力总和为负，能有效幸免横向淬火裂纹发生。CL-1有机淬火介质是较志向淬火剂，同时可削减和幸免淬火模具畸变，还可限制硬化层合理分布。调正CL-1 淬火剂不同浓度配比，可得到不同冷却速度，获得所需硬化层分布，满足不同模具钢需求。 3弧状裂纹 常发生在模具棱角、凸台、刀纹、尖角、直角、缺口、孔穴、凹模接线飞边等形态突变处。这是因为，淬火时棱角处产生的应力是平滑外表平均
8、应力的10倍。另外，(1)钢中含碳(C)量和合金元素含量愈高，钢Ms点愈低，Ms点降低2，那么淬裂纹倾向增加1.2倍，Ms点降低8，淬裂倾向那么增加8倍；(2)钢中不同组织转变和一样组织转变不同时性，由于不同组织比容差，造成巨大组织应力，导致组织交界处形成弧状裂纹；(3)淬火后未刚好回火，或回火不充分，钢中剩余奥氏体未充分转变，保存在运用状态中，促使应力重新分布，或模具服役时剩余奥氏体发生马氏体相变产生新的内应力，当综合应力大于该钢强度极限时便形成弧状裂纹；(4)具有其次类回火脆性钢，淬火后高温回火缓冷，导致钢中P、S等有害杂质化合物沿晶界析出，大大降低晶界结合力和强韧性，增加脆性，服役时在外
9、力作用下形成弧状裂纹。 预防措施：(1)改良设计，尽量使形态对称，削减形态突变，增加工艺孔与加强筋，或接受组合装配；(2)圆角代直角及尖角锐边，贯穿孔代盲孔，提高加工精度和外表光滑度，削减应力集中源，对于无法幸免直角、尖角锐边、盲孔等处一般硬度要求不高，可用铁丝、石棉绳、耐火泥等进展包扎或填塞，人为造成冷却屏障，使之缓慢冷却淬火，幸免应力集中，防止淬火时弧状裂纹形成；(3)淬火钢应刚好回火，消退局部淬火内应力，防止淬火应力扩展；(4)较长时间回火，提高模具抗断裂韧性值：(5)充分回火，得到稳定组织性能；(6)屡次回火使剩余奥氏体转变充分和消退新的应力；(7)合理回火，提高钢件乏累抗力和综合机械
10、力学性能；(8)对于有其次类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷)，可消退二类回火脆性，防止和幸免淬火时弧状裂纹形态。 4剥离裂纹 模具服役时在应力作用下，淬火硬化层一块块从钢基体中剥离。因模具表层组织和心部组织比容不同，淬火时表层形成轴向、切向淬火应力，径向产生拉应力，并向内部突变，在应力急剧变更范围较窄处产生剥离裂纹，常发生于经表层化学热处理模具冷却过程中，因表层化学改性与钢基体相变不同时性引起内外层淬火马氏体膨胀不同时进展，产生大的相变应力，导致化学处理渗层从基体组织中剥离。如火焰外表淬硬层、高频外表淬硬层、渗碳层、碳氮共渗层、渗氮层、渗硼层、渗金属层等。化学渗层淬火后不宜快速回火
11、，尤其是300以下低温回火快速加热，会促使表层形成拉应力，而钢基体心部及过渡层形成压缩应力，当拉应力大于压缩应力时，导致化学渗层被拉裂剥离。 预防措施：(1)应使模具钢化学渗层浓度与硬度由表至内平缓降低，增加渗层与基体结合力，渗后进展扩散处理能使化学渗层与基体过渡匀整；(2)模具钢化学处理之前进展扩散退火、球化退火、调质处理，充分细化原始组织，能有效防止和幸免剥离裂纹产生，确保产品质量。 5网状裂纹 裂纹深度较浅，一般深约0.011.5mm，呈辐射状，别名龟裂。缘由主要有：(1)原材料有较深脱碳层，冷却削加工未去除，或成品模具在氧化气氛炉中加热造成氧化脱碳；(2)模具脱碳表层金属组织与钢基体马
12、氏体含碳量不同，比容不同，钢脱碳表层淬火时产生大的拉应力，因此，表层金属往往沿晶界被拉裂成网状；(3)原材料是粗晶粒钢，原始组织粗大，存在大块状铁素体，常规淬火无法消退，保存在淬火组织中，或控温不准，仪表失灵，发生组织过热，甚至过烧，晶粒粗化，失去晶界结合力，模具淬火冷却时钢的碳化物沿奥氏体晶界析出，晶界强度大大降低，韧性差，脆性大，在拉应力作用下沿晶界呈网状裂开。 预防措施：(1)严格原材料化学成分、金相组织和探伤检查，不合格原材料和粗晶粒钢 不宜作模具材料；(2)选用细晶粒钢、真空电炉钢，投产前复查原材料脱碳层深度，冷切削 加工余量必需大于脱碳层深度；(3)制订先进合理热处理工艺，选用微机
13、控温仪表，限制精 度到达1.5，定时现场校验仪表；(4)模具产品最终处理选用真空电炉、爱惜气氛炉和经 充分脱氧盐浴炉加热模具产品等措施，有效防止和幸免网状裂纹形成。 6冷处理裂纹 模具钢多为中、高碳合金钢，淬火后还有局部过冷奥氏体未转变成马氏体，保存在运用状态中成为剩余奥氏体，影响运用性能。假设置于零度以下接着冷却，能促使剩余奥氏体发生马氏体转变，因此，冷处理的实质是淬火接着。室温下淬火应力和零度下淬火应力叠加，当叠加应力超过该材料强度极限时便形成冷处理裂纹。 预防措施：(1)淬火后冷处理之前将模具置于沸水中煮30-60min，可消退15-25淬火内应力并使剩余奥氏体稳定化，再进展-60常规冷
14、处理，或进展-120深冷处理，温度愈低，剩余奥氏体转变成马氏体量愈多，但不行能全部转变完，试验说明，约有2%-5%剩余奥氏体保存下来，按须要保存少量剩余奥氏体可松驰应力，起缓冲作用，因剩余奥氏体又软又韧，能局部吸取马氏体化急剧膨胀能量，缓和相变应力；(2)冷处理完毕后取出模具投入热水中升温，可消退40%-60%冷处理应力，升温至室温后应刚好回火，冷处理应力进一步消退，幸免冷处理裂纹形成，获得稳定性组织性能，确保模具产品存放和运用中不发生畸变。 7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，多数形成的微细裂纹与磨削方向垂直，深约0.05-1.0mm。(1)原材料预处理不当，未能充分消
15、退原材料块状、网状、带状碳化物和发生紧要脱碳；(2)最终淬火加热温度过高，发生过热，晶粒粗大，生成较多剩余奥氏体；(3)在磨削时发生应力诱发相变，使剩余奥氏体转变为马氏体，组织应力大，加上因回火不充分，留有较多剩余拉应力，与磨削组织应力叠加，或因磨削速度、进刀量大及冷却不当，导致金属表层磨削热急剧升温至淬火加热温度，随之磨削液冷却，造成磨削表层二次淬火，多种应力综合，超过该材料强度极限，便引起表层金属磨削裂纹。 预防措施：(1)对原材料进展改锻，屡次双十字形变向镦拔锻造，经四镦四拔，使锻造纤维组织围绕型腔或轴线呈波浪形对称分布，并利用最终一火高温余热进展淬火，接着高温回火，能充分消退块状、网状
16、、带状和链状碳化物，使碳化物细化至2-3级；(2)制订先进的热处理工艺，限制最终淬火剩余奥氏体含量不超标；(3)淬火后刚好进展回火，消退淬火应力；(4)适当降低磨削速度、磨削量、磨削冷却速度，能有效防止和幸免磨削裂纹形成。 8线切割裂纹 该裂纹出此时此刻经过淬火、回火的模块在线切割加工过程中，此过程变更了金属表层、中间层和心部应力场分布状态，淬火剩余内应力失去平衡变形，某一区域出现大的拉应力，此拉应力大于该模具材料强度极限时导致炸裂，裂纹是弧尾状刚毅变质层裂纹。试验说明，线切割过程是局部高温放电和快速冷却过程，使金属表层形成树枝铸态组织凝固层，产生600-900MPa拉应力和厚约0.03mm的高应力二次淬火白亮层。裂纹产生缘由：(1)原材料存在紧要的碳化物偏析；(2)仪表失灵，淬火加热温度过高，晶粒粗大，降低材料强韧性，增加脆性；(3)淬火工件未刚好回火和回火不充分，存在过
