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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?yàn)榇慊饡r(shí)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(diǎn)越低，Ms點(diǎn)越低2°C，淬火傾向就越高。2倍，Ms點(diǎn)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(huì)同時(shí)改變。 由于不同結(jié)構(gòu)的特定公差，會(huì)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(shí)，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(guò)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(qiáng)度***限時(shí)，會(huì)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(guò)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(duì)儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)雜質(zhì)和S，P非金屬雜質(zhì)不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)； （二）生產(chǎn)前進(jìn)行材料檢驗(yàn)，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(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(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(jì)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(cāng)庫(kù)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(guò)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(duì)真空爐，保護(hù)氣氛爐加熱，以防止過(guò)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(xiàng)：（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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(jiān)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(shí)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(chǔ)存和使用過(guò)程中不會(huì)變形。

預(yù)防措施：（1）對(duì)原材料進(jìn)行鍛造和鍛造，雙十字形變形為up鍛，經(jīng)過(guò)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(duì)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(jí)； （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(guò)標(biāo)準(zhǔn)； （淬火后及時(shí)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(shí)，會(huì)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?cè)趦?nèi)部急劇變化。 在表面化學(xué)熱處理模具的冷卻過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生的應(yīng)力急劇變化的窄范圍內(nèi)會(huì)發(fā)生剝離裂紋，這是因?yàn)楸砻婊瘜W(xué)改性導(dǎo)致內(nèi)層和外層的淬火馬氏體膨脹不能同時(shí)進(jìn)行 鋼基體的相變是不定時(shí)的，從而導(dǎo)致較大的相變應(yīng)力，這導(dǎo)致基體組織對(duì)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(guò)渡層形成壓應(yīng)力。 當(dāng)拉應(yīng)力大于壓應(yīng)力時(shí)，將導(dǎo)致化學(xué)滲透層被拉開。

預(yù)防措施：改進(jìn)設(shè)計(jì)，使形狀盡可能對(duì)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(lái)源。 通常，對(duì)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(guò)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(shí)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(zhǎng)時(shí)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(duì)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(guò)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(guò)渡處會(huì)出現(xiàn)較大的拉伸應(yīng)力峰值。 大型模具在快速冷卻時(shí)很可能會(huì)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(diǎn)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(qiáng)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(guò)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(guò)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(guò)脫碳處理的表面層在淬火過(guò)程中會(huì)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(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，結(jié)構(gòu)過(guò)熱或什至過(guò)熱，晶粒粗化，晶界鍵合損失以及在模具淬火和冷卻過(guò)程中沿著奧氏體的碳化物晶粒邊界沉淀， 晶界的強(qiáng)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(guò)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(wú)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(guò)高，發(fā)生過(guò)熱，晶粒粗大，形成大量殘余奧氏體）;（（在研磨過(guò)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(huì)導(dǎo)致磨削表面層二次硬化。 多個(gè)應(yīng)力的組合超過(guò)了材料的強(qiáng)度。***限時(shí)，會(huì)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(shí)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(duì)具有T型結(jié)構(gòu)的模具進(jìn)行再加工，并對(duì)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(shí)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(gè)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(guò)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(huì)促進(jìn)殘余奧氏體的馬氏體相變。 因此，冷處理的實(shí)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(guò)材料強(qiáng)度***限時(shí)，形成冷裂紋。

預(yù)防措施：應(yīng)合理鍛造模塊。 原料的長(zhǎng)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(guò)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(wú)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(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，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(guò)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(shí)，很容易淬火，而當(dāng)為負(fù)時(shí)，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(shí)，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(guò)程中出現(xiàn)。 這個(gè)過(guò)程改變了應(yīng)力場(chǎng)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(qiáng)度受到限制時(shí)，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(shí)驗(yàn)表明，線切割過(guò)程是局部高溫放電和快速冷卻過(guò)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(guò)高，晶粒粗大，降低材料韌性并增加脆性； （淬火的工件未及時(shí)回火，回火不充分，在線切割過(guò)程中存在過(guò)多的殘余內(nèi)應(yīng)力和新的內(nèi)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致線切割裂紋。

該裂紋經(jīng)常在使用過(guò)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(guò)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(duì)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(shí)，在外力作用下也會(huì)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(huì)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(shí)，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(diǎn)，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(wú)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(guò)程中形成白點(diǎn)。

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(guò)標(biāo)準(zhǔn)的S，P有害雜質(zhì)很可能形成疲勞源;（2）厚度過(guò)大，濃度過(guò)大，硬化層過(guò)多，硬化層太淺以及過(guò)渡區(qū)硬度低，會(huì)導(dǎo)致材料的疲勞強(qiáng)度急劇下降; （當(dāng)模具表面粗糙時(shí)，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(chǔ)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(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）等措施，以獲得具有高韌性的強(qiáng)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(zhǎng)的。當(dāng)模具完全硬化（即無(wú)心淬火）時(shí)，型芯會(huì)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(guò)此鋼強(qiáng)度***限會(huì)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(diǎn)。 在鑄錠的軋制過(guò)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(xiǎn)尺寸它是8-15mm，中低合金鋼的危險(xiǎn)尺寸是25-40mm）或選擇的淬火冷卻介質(zhì)大大超過(guò)了鋼的臨界淬火冷卻速率，很容易形成縱向裂紋。

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