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蘇州東锜精密模具材料材料有限公司落座于環(huán)境優(yōu)美、交通便利的江蘇省蘇州。公司面向國(guó)內(nèi)外各大中小型企業(yè)，長(zhǎng)期以來(lái)一直以壓鑄模具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、冷作模具鋼、高速鋼、塑膠模具鋼、硬質(zhì)合金等以主要批發(fā)銷(xiāo)售。
模具鋼淬火裂紋的分析及解決方法
它通常以突然的形狀出現(xiàn)，如芯片角、凹口、空腔和芯片布線閃光。
這是因?yàn)榇慊疬^(guò)程中拐角處的應(yīng)力是光滑表面上平均應(yīng)力的10倍。
此外，鋼中碳和合金元素含量越高，鋼的Ms點(diǎn)越低，Ms點(diǎn)降低2 C，淬火傾向越高。2倍，Ms點(diǎn)降低8℃，淬滅傾向增加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(huì)同時(shí)發(fā)生變化。由于不同結(jié)構(gòu)的特定公差，會(huì)產(chǎn)生巨大的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)連接處形成弧形裂紋。淬火后回火不及時(shí)，或回火不充分，鋼中殘余奧氏體未完全轉(zhuǎn)變，保持服役狀態(tài)促進(jìn)應(yīng)力再分布，或在模具使用和維護(hù)過(guò)程中發(fā)生殘余奧氏體馬氏體轉(zhuǎn)變。當(dāng)組合應(yīng)力大于鋼的強(qiáng)度極限時(shí)，會(huì)形成弧形裂紋。它有第二種回火脆性鋼。淬火后高溫回填，緩慢冷卻，使鋼中有害雜質(zhì)如P、S沿晶界析出。它大大降低了晶界的結(jié)合力和韌性，增加了脆性，使用時(shí)在外力作用下形成弧形裂紋。
預(yù)防措施:原料化學(xué)成分嚴(yán)格。金相組織、探傷、不合格原材料和粗晶粒鋼不得用作模具材料；生產(chǎn)前應(yīng)選擇細(xì)晶粒鋼和真空電爐鋼，并檢查原料脫碳深度。開(kāi)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℃，定期現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)儀器；模具產(chǎn)品更終加工選用真空電爐、保護(hù)氣氛爐和全脫氧鹽浴爐。有效防止和避免網(wǎng)絡(luò)裂縫的形成。
預(yù)防措施:(1)嚴(yán)格選材，保證材料質(zhì)量，控制鉛、砷、錫等低熔點(diǎn)雜質(zhì)和S、P等非金屬雜質(zhì)不超標(biāo)；(2)生產(chǎn)前應(yīng)進(jìn)行材料檢驗(yàn)，不得生產(chǎn)不合格的原材料；(3)純度高，雜質(zhì)少，化學(xué)成分均勻，晶粒細(xì)小。
電渣重熔精煉鋼碳化物少，各向同性好，疲勞強(qiáng)度高。通過(guò)噴丸處理和表面化學(xué)滲透層的改性和強(qiáng)化處理來(lái)強(qiáng)化模具型面的表sus630不銹鋼多少錢(qián)一公斤面，從而對(duì)金屬表面層施加預(yù)應(yīng)力以抵消模具的影響。使用過(guò)程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力提高了模具表面的疲勞強(qiáng)度；提高模具表面處理的精度和光潔度；改善硬化層的化學(xué)滲透性和微觀結(jié)構(gòu)特征；用計(jì)算機(jī)控制硬化層的厚度、濃度和厚度。
預(yù)防措施:(1)進(jìn)庫(kù)前嚴(yán)格檢查原材料，確保原材料成分合格。不合格的原料必須進(jìn)行重整，碳化物必須粉碎后才能進(jìn)行化學(xué)成分和金相組織的生產(chǎn)。淬火后，模塊熱處理前的成品需要保持一定的研磨量?；鼗鸷途€切割；(2)入爐前檢查儀表，用微機(jī)控制溫度，溫度控制精度為5℃，加熱真空爐和保護(hù)氣氛爐，防止過(guò)熱和氧化脫碳；(3)分級(jí)淬火、等溫淬火、回火后回火、多次回火，充分消除內(nèi)應(yīng)力，為線切割創(chuàng)造條件；建立科學(xué)合理的線切割工藝。
橫向裂紋、冷裂紋和弧形裂紋
注意事項(xiàng):(淬火后，將模具在沸水中煮沸30-60分鐘，然后淬火，可以消除15%-25%的淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定殘余奧氏體。在-60℃或-120℃進(jìn)行常規(guī)冷處理時(shí)，溫度越低，殘余奧氏體轉(zhuǎn)化為馬氏體的越多，但不可能完成轉(zhuǎn)變。實(shí)驗(yàn)表明，殘余奧氏體約保留2%-5%，并根據(jù)需要保留少量殘余。奧氏體可以緩解應(yīng)力，起到緩沖作用。由于殘余奧氏體軟而韌，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，用熱水加熱?？梢韵?0%-60%的冷處理應(yīng)激。加熱至室溫后，應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)溫度。進(jìn)一步消除冷加工應(yīng)力，從而避免冷加工裂紋的形成，獲得穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)性能，保證模具產(chǎn)品在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中不變形。
預(yù)防措施:(1)鍛造和鍛造原料，雙交叉變形變成鍛造，經(jīng)過(guò)四次鍛造和四次鍛造變質(zhì)，鍛造出的纖維組織分布在型腔周?chē)蜉S對(duì)稱(chēng)，更后使用高sus630什么材質(zhì)溫?zé)崃?。淬火后，高溫回火可完全消除塊狀、網(wǎng)狀、帶狀和鏈狀碳化物，并將碳化物細(xì)化到2-3級(jí)；(2)制定先進(jìn)的熱處理工藝，控制更終淬火殘余奧氏體的奧氏體含量不超標(biāo)；淬火后及時(shí)回火，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，可以有效防止和避免磨削裂紋的形成。
當(dāng)使用模具時(shí)，硬化層會(huì)在應(yīng)力的作用下逐步從鋼基體上剝離。由于模具的表面結(jié)構(gòu)和型芯結(jié)構(gòu)之間的比容差異，淬火過(guò)程中在表層形成軸向和切向淬火應(yīng)力，在徑向產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，并且它們?cè)趦?nèi)部迅速變化。在表面化學(xué)熱處理模具的冷卻過(guò)程中，剝離裂紋往往發(fā)生在應(yīng)力急劇變化的狹窄范圍內(nèi)，這是由于內(nèi)層和外層淬火馬氏體的不適時(shí)膨脹，導(dǎo)致較大的相變應(yīng)力，從而導(dǎo)致滲透層被基體結(jié)構(gòu)化學(xué)處理。脫衣。如火焰表面硬化層、高頻表面硬化層、滲碳層、碳氮共滲層、滲氮層、滲硼層和金屬化層。
化學(xué)硬化后，淬火不適合快速回火，特別是300℃以下的低溫回火，會(huì)導(dǎo)致表層拉應(yīng)力，鋼基芯和過(guò)渡層壓應(yīng)力。當(dāng)拉伸應(yīng)力大于壓縮應(yīng)力時(shí)，化學(xué)滲透層將被拉開(kāi)。
預(yù)防措施:改進(jìn)設(shè)計(jì)，盡可能使形狀對(duì)稱(chēng)，減少形狀突變，增加加工孔和加強(qiáng)筋，或使用組合構(gòu)件；圓角代替直角和尖角，通孔代替盲孔，從而提高加工精度和表面光潔度，減少應(yīng)力集中的來(lái)源。一般對(duì)直角、銳邊、盲孔等的硬度要求。不高。可以用鐵絲、石棉繩、耐火泥等包裹或填塞。這是一個(gè)人為制造一個(gè)冷卻屏障，然后慢慢冷卻并淬火的過(guò)程。避免應(yīng)力集中，防止淬火時(shí)電弧開(kāi)裂。淬火鋼應(yīng)及時(shí)回火，以消除部分淬火內(nèi)應(yīng)力，防止淬火應(yīng)力擴(kuò)散。長(zhǎng)時(shí)間回火可以提高模具的斷裂韌性。；反復(fù)回火使殘余奧氏體充分轉(zhuǎn)變，消除新的應(yīng)力；合理回火，提高鋼件的抗疲勞性能和綜合力學(xué)性能；對(duì)于具有二次回火脆性的模具鋼，應(yīng)在高溫回火后用水(或油)快速冷卻，可消除二次回火脆性，防止和避免淬火時(shí)電弧裂紋的形成。
線切割裂紋
裂紋特征垂直于軸向。在未硬化的模具中，大的拉伸應(yīng)力峰值出現(xiàn)在硬化和未硬化區(qū)域之間的過(guò)渡處。當(dāng)大模具快速冷卻時(shí)，很可能形成大的拉伸應(yīng)力峰值。軸向應(yīng)力大于切向應(yīng)力，導(dǎo)致橫向裂紋。
鍛造模塊中的有害低熔點(diǎn)雜質(zhì)，如鉍、鉛、錫、砷等。，在橫向偏析或模塊中有橫向微裂紋，淬火后擴(kuò)散形成橫向裂紋。
預(yù)防措施:型鋼化學(xué)滲鋼層的濃度和硬度應(yīng)由表及里降低，以增強(qiáng)滲層與基材的結(jié)合力。滲透后的擴(kuò)散處理可以使化學(xué)滲透層和基底之間的過(guò)渡均勻。退火、球化退火和調(diào)質(zhì)可以充分細(xì)化原始組織，有效防止和避免剝離裂紋，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
裂縫深度較淺，一般在0左右。01-5毫米，輻射開(kāi)裂。主要原因如下:原料有較深的脫碳層，未冷切去除，或成品模具在氧化氣氛爐中加熱導(dǎo)致氧化脫碳；模具表面金屬組織脫碳與鋼基馬氏體含碳量不同。對(duì)于不同容量的鋼，脫碳表層在淬火時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。因此表面金屬往往被拉裂成沿晶界的網(wǎng)狀。原料為粗晶粒鋼，原始組織粗大，鐵素體塊狀。淬火無(wú)法消除，殘留在淬火組織中或溫度控制不準(zhǔn)確，儀器故障，組織過(guò)熱甚至過(guò)熱，晶粒粗化，晶界結(jié)合損失，模具淬火冷卻時(shí)沿奧氏體碳化物晶界析出，晶界強(qiáng)度大大降低，韌性差，脆性高，在拉應(yīng)力作用下沿晶界開(kāi)裂。
通常發(fā)生在模具產(chǎn)品的淬火回火過(guò)程中，形成的微裂紋大多垂直于磨削方向，深度約為0。05-0毫米.(原料預(yù)處理不當(dāng)，不能完全消除塊狀、網(wǎng)狀、帶狀碳化物，原料脫碳嚴(yán)重；(更終淬火溫度過(guò)高，導(dǎo)致過(guò)熱，晶粒粗大，殘留奧氏體量大)；磨削過(guò)程中發(fā)生應(yīng)力誘發(fā)相變，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，結(jié)構(gòu)應(yīng)力很高。此外，由于回火不足，殘余拉應(yīng)力較大，與磨削結(jié)構(gòu)的應(yīng)力疊加。由于磨削速度快，進(jìn)給速度大，冷卻不當(dāng)，金屬表層磨削熱急劇上升到淬火溫度，然后磨削液冷卻，會(huì)導(dǎo)致磨削表層二次硬化。多重應(yīng)力的組合超過(guò)了材料的強(qiáng)度。到了極限，就會(huì)造成表面金屬的磨削裂紋。
疲勞裂縫
預(yù)防措施:(1)模具鋼淬火后應(yīng)及時(shí)回火，充分回火，反復(fù)回火以消除淬火內(nèi)應(yīng)力；(2)模具鋼淬火后，由于T型組織，不宜在350-400℃的溫度下回火，此溫度下常發(fā)生回火。T型結(jié)構(gòu)的模具應(yīng)進(jìn)行再加工和防銹處理，以提高耐腐蝕性；(3)熱加工模具維修前的低溫預(yù)熱和使用一段時(shí)間后的低溫回火可以消除sus630不銹鋼價(jià)格應(yīng)力，不僅可以防止和避免應(yīng)力腐蝕裂紋，而且可以大大延長(zhǎng)模具的使用壽命。它有兩個(gè)目的，具有很大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。
模具鋼主要是中碳和高碳合金鋼。淬火后，一些過(guò)冷奧氏體沒(méi)有轉(zhuǎn)變成馬氏體，而是以殘余奧氏體的形式繼續(xù)使用，這影響了性能。
如果保持在零度以下，會(huì)促進(jìn)殘余奧氏體的馬氏體相變。所以冷處理的本質(zhì)是繼續(xù)淬火。室溫淬火應(yīng)力和零度淬火應(yīng)力疊加。當(dāng)重疊應(yīng)力超過(guò)材料強(qiáng)度極限時(shí)，形成冷裂紋。
注意事項(xiàng):模塊應(yīng)合理鍛造。原材料的長(zhǎng)度與直徑之比(即鍛造比)優(yōu)選選擇在2和3之間。鍛件采用雙交叉變形鍛件。經(jīng)過(guò)5-5次拉鍛，鋼中的碳化物和雜質(zhì)細(xì)小均勻地分布在鋼基體上，鍛造后的纖維組織在型腔周?chē)鷨蜗蚍植迹蟠筇岣吡藗?cè)向力學(xué)性能，降低了模塊的應(yīng)力，消除了應(yīng)力源；選擇理想的冷卻速度和冷卻介質(zhì):在鋼的Ms點(diǎn)以上，上述快速冷卻比鋼的臨界淬火冷卻速度快。鋼中過(guò)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，二者相互抵消，有效防止了鋼中熱應(yīng)力裂紋的形成。MS和MF之間的緩慢冷卻可以大大降低淬火馬氏體形成過(guò)程中的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。當(dāng)鋼中熱應(yīng)力和對(duì)應(yīng)應(yīng)力之和為正拉應(yīng)力時(shí)，容易淬火，而為負(fù)應(yīng)力時(shí)，不容易淬火。
充分利用熱應(yīng)力，降低相變應(yīng)力，控制總應(yīng)力為負(fù)，可以有效避免橫向淬火裂紋的發(fā)生。CL-1有機(jī)猝滅劑是一種理想的猝滅劑。同時(shí)，可以減少和避免淬火模具的變形，控制硬化層的合理分布。調(diào)節(jié)不同濃度的CL-1淬火劑可以獲得不同的冷卻速度，獲得所需的硬化層分布，滿足不同模具鋼的需要。
調(diào)質(zhì)模塊在線切割過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。這一過(guò)程改變了應(yīng)力場(chǎng)在金屬表層、中間層和核心的分布。淬火后殘余內(nèi)應(yīng)力不平衡變形，在一定區(qū)域出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力。當(dāng)模具強(qiáng)度有限時(shí)，拉應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致模具材料開(kāi)裂，裂紋呈弧形剛性變質(zhì)層形狀。實(shí)驗(yàn)表明，線切割過(guò)程是一個(gè)局部高溫放電和快速冷卻的過(guò)程，因此在金屬表層形成枝晶鑄造結(jié)構(gòu)的凝固層，產(chǎn)生600-900兆帕的拉應(yīng)力，厚度約為0。03mm高應(yīng)力二次淬火白色光亮層。
產(chǎn)生裂紋的原因:(1)原料中碳化物嚴(yán)重偏析；(2)設(shè)備故障，淬sus630不銹鋼棒火溫度過(guò)高，晶粒粗大，降低材料韌性，增加脆性；(淬火工件未及時(shí)回火，回火不充分，殘余內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，新的內(nèi)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致線切割裂紋。
這種裂紋經(jīng)常在使用過(guò)程中出現(xiàn)。金屬模具因化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程而斷裂，導(dǎo)致從表面到內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞和腐蝕，稱(chēng)為應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。模具鋼由于熱處理后的顯微組織不同，耐蝕性也不同。更耐腐蝕的組織是奧氏體(a)，貝氏體(t)，其次是鐵素體(F)-馬氏體(M)-珠光體(P)-索氏體(s)。
因此，模具鋼熱處理不適合獲得T型組織。
雖然淬火鋼已經(jīng)回火，但由于回火不足，淬火內(nèi)應(yīng)力仍然或多或少存在。使用模具時(shí)，在外力作用下會(huì)產(chǎn)生新的應(yīng)力。蘇州軋輥廠生產(chǎn)高速鋼軋輥時(shí)，金屬模具中存在應(yīng)力，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。
磨削裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋和剝離裂紋
使用模具時(shí)，反復(fù)應(yīng)力下形成的微疲勞裂紋緩慢擴(kuò)展，導(dǎo)致突然疲勞斷裂。(1)原材料有發(fā)紋、自斑、氣孔、氣孔、非金屬夾雜物、嚴(yán)重的碳化物偏析、帶狀組織和無(wú)鐵素體的冶金組織缺陷，破壞基體組織的連續(xù)性，形成不均勻的應(yīng)力集中。
不排除鑄錠中的112，導(dǎo)致軋制過(guò)程中形成白點(diǎn)。
鋼中含有有害雜質(zhì)，如鉍、鉛、錫、砷和硫、磷。鋼中的磷容易引起冷脆性，而硫可能引起熱脆性。超過(guò)s、p標(biāo)準(zhǔn)的有害雜質(zhì)很可能形成疲勞源；厚度過(guò)大，濃度過(guò)大，硬化層過(guò)多，硬化層過(guò)淺，過(guò)渡區(qū)硬度低，會(huì)導(dǎo)致材料疲勞強(qiáng)度急劇下降；(當(dāng)模具表面粗糙、精度低、光潔度差、切割線、刻字、劃痕、擦傷、磨砂面腐蝕等。).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(chǔ)存的原材料，切勿放入有害雜質(zhì)過(guò)多的鋼材；盡量使用真空熔煉、爐外精煉或電渣重熔的模具鋼；改進(jìn)熱處理工藝，采用真空加熱、保護(hù)氣氛加熱和完全脫鹽鹽浴爐加熱及分級(jí)淬火、等溫淬火；從無(wú)心淬火到強(qiáng)化淬火(即不完全淬火)，可以獲得高韌性的強(qiáng)貝氏體組織，大幅度降低拉應(yīng)力，有效避免模具縱向開(kāi)裂和淬火變形。
裂紋是軸向的，又細(xì)又長(zhǎng)。當(dāng)模具完全硬化(即無(wú)心淬火)后，型芯會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楸润w積更大的淬火馬氏體，產(chǎn)生切向拉應(yīng)力。模具鋼含碳量越高，切向拉應(yīng)力越大。超過(guò)這個(gè)鋼材強(qiáng)度極限會(huì)導(dǎo)致縱向裂紋的形成。以下因素進(jìn)一步加劇了縱向裂紋的發(fā)生:鋼中含有較多的有害雜質(zhì)，如S、P、Bi、sus630不銹鋼跟304的區(qū)別Pb、Sn、As等低熔點(diǎn)。鋼錠軋制過(guò)程中，鋼材沿軋制方向偏析嚴(yán)重，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。形成初始淬火裂紋，或者原材料軋制后快速冷卻形成的初始裂紋落入未經(jīng)加工的產(chǎn)品中，導(dǎo)致更終淬火裂紋擴(kuò)展形成裂紋；模具尺寸在鋼的淬火敏感尺寸范圍內(nèi)。碳素工具鋼淬火裂紋的臨界尺寸為8-15毫米，中低合金鋼為25-40毫米?；蛘哌x用的淬火冷卻介質(zhì)大大超過(guò)鋼材的臨界淬火冷卻速率，容易形成縱向裂紋。
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