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模具鋼中有裂紋怎麼辦

發布時間:2023-05-23 07:46:44

A. 壓鑄模具中的龜裂有好的解決方法嗎

鋁合金壓鑄模具引起龜裂的主要原因:
1. 模具在壓鑄生產的過程中,鋁料溫度偏高。
2. 模具在壓鑄生產過程中脫模劑噴灑不合理。
3. 模具熱處理不理想,硬度應不小於HRC-37.
4. 模具選材不適造成(或模具鋼材質量不好),推薦使用8407或精煉H13或更高級材料。
5. 模具設計之冷卻系統或運水操作不好。
早期龜裂一般情況下是因為毛坯鍛打起鍛溫度過高(行稱過燒)過燒是一種不可補救的缺陷,因此應嚴格控制毛坯製造過程中的起鍛溫度,淬火工藝上也是如此,並應嚴控加熱時間預防脫碳。

選材好之後就是熱處理了,在生產了一定的數量後注意去應力,還有就是設計合理,盡量避免應力集中,注意R角的大小控制。
在大約一萬次模次的時候,模具要注意回火去應力,內力集中加工殘余硬力未去除壓鑄過程熱應力未得到很好,去除總之龜裂就是應力集中的表現,可以採用多次回火去除應力從而可以增加模具壽命。
鋁合金壓鑄模具在生產一段時間後會龜裂的原因主要有以下幾點:
1. 模具溫度偏高應力過大。
2. 模具模仁材料沒有使用高品質的材料。
3. 模具熱處理硬度過高或過低。
4. 未按材料疲勞期定期做保養
預防壓鑄模龜裂問題,提高模具鋼使用壽命,要做好以下幾點:
1.壓鑄模成形部位(動、定仁模、型芯)熱處理要求:硬度要保證在HRC44~48(材料可選用skd61或8418或高品質熱作鋼)
2.模具在壓鑄生產前應進行充分預熱作業,其作用如下:
2.1 使模具達到較好的熱平衡,是鑄件凝固速度均勻並有利於壓力傳遞。
2.2 保持壓鑄合金填充時的流動性,具有良好的成型性和提高鑄件表面質量。
2.3 減少前期生產不良,提高壓鑄生產率。
2.4 降低模具熱交變應力,提高模具使用壽命。

B. 模具鋼燒焊

模具鋼燒焊出現裂痕是模具鋼應力聚集並且過大造成開裂。原因和解決辦法是:
1)模版具鋼熱處理時應權力沒有完全消除干凈,燒焊時造成模具鋼開裂。解決辦法是:先去應力熱處理處理,再燒焊。
2)堆焊過多。解決辦法是:一次少焊一點,慢慢加焊,盡量採用氬弧焊,最好是激光焊接。
3)焊絲與模具鋼材質不對應。解決辦法是選擇材質對應的焊絲,如:NAK80模具鋼就用NAK80焊絲。

C. 模具萃火後氮化出現裂紋是怎麼回事

這個問題分析要一步步來,首先你的什麼模具鋼,因為模具鋼的種類很多,其次每次加工後是否有去應力,最後還有可能是模具鋼內部因加工後面造成應力不平衡而出現裂紋.

模具鋼淬火十種裂紋分析與措施

1、縱向裂紋
裂紋呈軸向,形狀細而長。當模具完全淬透即無心淬火時,心部轉變為比容最大的淬火馬氏體,產生切向拉應力,模具鋼的含碳量愈高,產生的切向拉應力愈大,當拉應力大於該鋼強度極限時導致縱向裂紋形成。以下因素又加劇了縱向裂紋的產生:
(1)鋼中含有較多S、P、***、Bi、Pb、Sn、As等低熔點有害雜質,鋼錠軋制時沿軋制方向呈縱向嚴重偏析分布,易產生應力集中形成縱向淬火裂紋,或原材料軋制後快冷形成的縱向裂紋未加工掉保留在產品中導致最終淬火裂紋擴大形成縱向裂紋;
(2)模具尺寸在鋼的淬裂敏感尺寸范圍內(碳工具鋼淬裂危險尺寸為8-15mm,中低合金鋼危險尺寸為25-40mm)或選擇的淬火冷卻介質大大超過該鋼的臨界淬火冷卻速度時均易形成縱向裂紋。

預防措施: (1)嚴格原材料入庫檢查,對有害雜質含量超標鋼材不投產; (2)盡量選用真空冶煉,爐外精煉或電渣重熔模具鋼材;
(3)改進熱處理工藝,採用真空加熱、保護氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及分級淬火、等溫淬火;
(4)變無心淬火為有心淬火即不完全淬透,獲得強韌性高的下貝氏體組織等措施,大幅度降低拉應力,能有效避免模具縱向開裂和淬火畸變。
2、橫向裂紋
裂紋特徵是垂直於軸向。未淬透模具,在淬硬區與未淬硬區過渡部分存在大的拉應力峰值,大型模具快速冷卻時易形成大的拉應力峰值,因形成的軸向應力大於切向應力,導致產生橫向裂紋。鍛造模塊中S、P.***,Bi,Pb,Sn,As等低熔點有害雜質的橫向偏析或模塊存在橫向顯微裂紋,淬火後經擴展形成橫向裂紋。

預防措施:
(1)模塊應合理鍛造,原材料長度與直徑之比即鍛造比最好選在2—3之間,鍛造採用雙十字形變向鍛造,經五鐓五拔多火鍛造,使鋼中碳化物和雜質呈細、小,勻分布於鋼基體,鍛造纖維組織圍繞型腔無定向分布,大幅度提高模塊橫向力學性能,減少和消除應力源;
(2)選擇理想的冷卻速度和冷卻介質:在鋼的Ms點以上快冷,大於該鋼臨界淬火冷卻速度,鋼中過冷奧氏體產生的應力為熱應力,表層為壓應力,內層為張應力,相互抵消,有效防止熱應力裂紋形成,在鋼的Ms—Mf之間緩冷,大幅度降低形成淬火馬氏體時的組織應力。當鋼中熱應力與相應應力總和為正(張應力)時,則易淬裂,為負時,則不易淬裂。充分利用熱應力,降低相變應力,控制應力總和為負,能有效避免橫向淬火裂紋發生。CL-1有機淬火介質是較理想淬火劑,同時可減少和避免淬火模具畸變,還可控制硬化層合理分布。調正CL-1
淬火劑不同濃度配比,可得到不同冷卻速度,獲得所需硬化層分布,滿足不同模具鋼需求。
3、弧狀裂紋
常發生在模具稜角角、缺口、孔穴、 凹模接線飛邊等形狀突變處。這是因為,淬火時稜角處產生的應力是平滑表面平均應力的10倍。另外,
(1)鋼中含碳(C)量和合金元素含量愈高,鋼Ms點愈低,Ms點降低2℃,則淬裂傾向增加1.2倍,Ms點降低8℃,淬裂傾向則增加8倍;
(2)鋼中不同組織轉變和相同組織轉變不同時性,由於不同組織比容差,造成巨大組織應力,導致組織交界處形成弧狀裂紋;
(3)淬火後未及時回火,或回火不充分,鋼中殘余奧氏體未充分轉變,保留在使用狀態中,促進應力重新分布,或模具服役時殘余奧氏體發生馬氏體相變產生新的內應力,當綜合應力大於該鋼強度極限時便形成弧狀裂紋;
(4)具有第二類回火脆性鋼,淬火後高溫回火緩冷,導致鋼中P,s等有害雜質化合物沿晶界析出,大大降低晶界結合力和強韌性,增加脆性,服役時在外力作用下形成弧狀裂紋。

預防措施: (1)改進設計,盡量使形狀對稱,減少形狀突變,增加工藝孔與加強筋, 或採用組合裝配;
(2)圓角代直角及尖角銳邊,貫穿孔代盲孔,提高加工精度和表面光潔度,減少應力集中源,對於無法避免直角、尖角銳邊、盲孔等處一般硬度要求不高,可用鐵絲、石棉繩、耐火泥等進行包紮或填塞,人為造成冷卻屏障,使之緩慢冷卻淬火,避免應力集中,防止淬火時弧狀裂紋形成;(3)淬火鋼應及時回火,消除部分淬火內應力,防止淬火應力擴展;
(4)較長時間回火,提高模具抗斷裂韌性值; (5)充分回火,得到穩定組織性能;多次回火使殘余奧氏體轉變充分和消除新的應力;
(7)合理回火,提高鋼件疲勞抗力和綜合機械力學性能;
對於有第二類回火脆性模具鋼高溫回火後應快冷(水冷或油冷),可消除二類回火脆性,防止和避免淬火時弧狀裂紋形成。
4、剝離裂紋
模具服役時在應力作用下,淬火硬化層一塊塊從鋼基體中剝離。因模具表層組織和心部組織比容不同,淬火時表層形成軸向、切向淬火應力,徑向產生拉應力,並向內部突變,在應力急劇變化范圍較窄處產生剝離裂紋,常發生於經表層化學熱處理模具冷卻過程中,因表層化學改性與鋼基體相變不同時性引起內外層淬火馬氏體膨脹不同時進行,產生大的相變應力,導致化學處理滲層從基體組織中剝離。如火焰表面淬硬層、高頻表面淬硬層、滲碳層、碳氮共滲層、滲氮層、滲硼層、滲金屬層等。化學滲層淬火後不宜快速回火,尤其是300~C以下低溫回火快速加熱,會促使表層形成拉應力,而鋼基體心部及過渡層形成壓縮應力,當拉應力大於壓縮應力時,導致化學滲層被拉裂剝離。

預防措施:
(1)應使模具鋼化學滲層濃度與硬度由表至內平緩降低,增強滲層與基體結合力,滲後進行擴散處理能使化學滲層與基體過渡均勻;(2)模具鋼化學處理之前進行擴散退火、球化退火、調質處理,充分細化原始組織,能有效防止和避免剝離裂紋產生,確保產品質量。

5、網狀裂紋
裂紋深度較淺,一般深約0.01-1.5mm,呈輻射狀,別名龜裂。原因主要有:
(1)原材料有較深脫碳層,冷切削加工未去除,或成品模具在氧化氣氛爐中加熱造成氧化脫碳;
(2)模具脫碳表層金屬組織與鋼基體馬氏體含碳量不同,比容不同,鋼脫碳表層淬火時產生大的拉應力,因此,表層金屬往往沿晶界被拉裂成網狀;
(3)原材料是粗晶粒鋼,原始組織粗大,存在大塊狀鐵素體,常規淬火無法消除,保留在淬火組織中,或控溫不準,儀表失靈,發生組織過熱,甚至過燒,晶粒粗化,失去晶界結合力,模具淬火冷卻時鋼的碳化物沿奧氏體晶界析出,晶界強度大大降低,韌性差,脆性大,在拉應力作用下沿晶界呈網狀裂開。

預防措施: (1)嚴格原材料化學成分.金相組織和探傷檢查,不合格原材料和粗晶粒鋼不宜作模具材料;
(2)選用細晶粒鋼、真空電爐鋼,投產前復查原材料脫碳層深度,冷切削加工餘量必須大於脫碳層深度;
(3)制訂先進合理熱處理工藝,選用微機控溫儀表,控制精度達到±1.5℃,定時現場校驗儀表;
(4)模具產品最終處理選用真空電爐、保護氣氛爐和經充分脫氧鹽浴爐加熱模具產品等措施,有效防止和避免網狀裂紋形成。
6、冷處理裂紋
模具鋼多為中,高碳合金鋼,淬火後還有部分過冷奧氏體未轉變成馬氏體,保留在使用狀態中成為殘余奧氏體,影響使用性能。若置於零度以下繼續冷卻,能促使殘余奧氏體發生馬氏體轉變,因此,冷處理的實質是淬火繼續。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極限時便形成冷處理裂紋。

預防措施:
(1)淬火後冷處理之前將模具置於沸水中煮30—60min,可消除15%-25%淬火內應力並使殘余奧氏體穩定化,再進行-60℃常規冷處理,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)冷處理完畢後取出模具投入熱水中升溫,可消除40%-60%冷處理應力,升溫至室溫後應及時回火,冷處理應力進一步消除,避免冷處理裂紋形成,獲得穩定組織性能,確保模具產品存放和使用中不發生畸變。

7、磨削裂紋
常發生在模具成品淬火、回火後磨削冷加工過程中,多數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、帶狀碳化物和發生嚴重脫碳;
(2)最終淬火加熱溫度過高,發生過熱,晶粒粗大,生成較多殘余奧氏體;
(3)在磨削時發生應力誘發相變,使殘余奧氏體轉變為馬氏體,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,超過該材料強度極限,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,並利用最後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,控制最終淬火殘余奧氏體含量不超標; (3)淬火後及時進行回火、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。
8、線切割裂紋
該裂紋出現在經過淬火、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,淬火殘余內應力失去平衡變形,某一區域出現大的拉應力,此拉應力大幹該模具材料強度極限時導致炸裂,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後方可投產。模塊熱處理前加工成品需留足一定磨量後淬火.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)採用分級淬火、等溫淬火和淬火後及時回火,多次回火,充分消除內應力,為線切割創造條件;
(4)制訂科學合理線切割工藝。
9、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)原材料存在發紋、自點、孔隙、疏鬆、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; 採用微機控制化學滲層厚度、濃度和硬化層厚度。
10、應力腐蝕裂紋
該裂紋常發生在使用過程中。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。模具鋼因熱處理後組織不同,抗蝕性能也不同。最耐蝕組織為奧氏體(A),最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,凡有應力存在於金屬模具中就會有應力腐蝕裂紋發生。

預防措施: (1)模具鋼淬火後應及時回火,充分回火,多次回火,以消除淬火內應力;
(2)模具鋼淬火後一般不宜在350-400~C回火,因T組織常在此溫度出現,發生有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後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。

D. h13使用當中出現龜裂紋是什麼原因,

H13模具鋼出現龜裂是因為模具鋼雜質過多,以鋁合金壓鑄模具為例,分析模具龜裂原因和解決方法。
鋁合金壓鑄模具龜裂原因和解決辦法
一、
分析鋁合金壓鑄模具提前龜裂的原因:
鋁合金壓鑄模具鋼腐蝕龜裂的原因是,模具鋼含有低熔點的雜質如:銅、鋅、鋁和非金屬物質氧、磷、硫、氮等低熔點雜質。這些細微分布於模具型腔的低熔點雜質被高溫鋁合金熔化後脫落,在模具表面形成腐蝕麻點或細微裂紋,稱為龜裂。這些龜裂點慢慢發展,就會形成模具開裂報廢。
二、
避免鋁合金壓鑄模具提前龜裂的解決辦法
避免模具提前龜裂的有效辦法是提高模具鋼純凈度,降低或消除低熔點雜質。同行為了降低成本,採用廢鋼翻新代替合金煉鋼。這些假冒偽劣、以次充好、以假亂真、粗製濫造的模具鋼雜質多;所以,鋁合金壓鑄模具在3000模次左右龜裂,模具2-3萬模次開裂報廢。我們採用奧地利INTECO氣氛保護電渣爐煉鋼,材質純凈度,鋼中硫含量小於0.0005%(接近無硫級別)。我們的高鉬H13模具鋼生產鋁合金閉門器壓鑄模具可以保證2萬模次以內不會產生龜裂;模具壽命5萬模次左右。還有模具壽命更長的無硫8407模具鋼和無硫8418模具鋼。

E. 防止鍛造過程出現裂紋的主要措施有哪些

  1. 鋼在鍛造過程中形成的裂紋是多種多樣的,形成原因也各不相同。

  2. 主要可分為原材料缺陷引起的鍛造裂紋和鍛造本 身引起的鍛造裂紋兩類。屬於前者的原因有殘余縮孔、鋼中夾雜物等冶金缺陷;屬於後者的原因有加熱不當,變形不當及鍛後冷卻不當、未及時熱處理等。有些情況下裂紋的產生可能同時含有幾方面的原因。

  3. 鍛造變形不當引起的裂紋,最覺的是變形速度太大,鋼的塑性不足以承受形壓力而引起的破裂。這種裂紋往往在鍛造開始階段就發生,並迅速擴展。應及時採取措施糾正鍛造工藝,並切除有裂紋的鋼材或者報廢鍛件。

  4. 另外一種是低溫鍛裂,在裂紋處往往有較多的低溫相組織,為避免這種裂紋產生,應使鋼在鍛造變形過程中不發生相戀,要正確掌握和控制終鍛溫度。

  5. 鑒別裂紋產生的原因,應首先了解工藝過程,以便找出裂紋形成的客觀條件,其次應當觀察裂紋本身的狀態,然後再進行必要的有針對性的顯微組織分析,微區成分分析。這樣才能找出問題,解決問題。

F. 模具爆裂的原因有哪些

主要還是熱處理時內應力沒去盡或淬火過硬,模具尖角處沒做過渡圓,材料有雜質等原因都會引起模具爆裂。

G. 鋁合金壓鑄模具在生產一段時間後會龜裂原因是什麼有什麼預防措施

鋁合金壓鑄模具在生產一段時間後會龜裂原因是很復雜的,解決的方法也是有很多種。讓我模具鋼大王吳德劍,從多方面給你細說。
壓鑄模具產生龜裂的原因,也許跟很多因素都有關,如:模具鋼材純凈度高低,熱處理工藝是否合理,壓鑄前的模具預熱是否充分,模具結構合理與否,模具大小,模具散熱效果……等等,都有關系。
因此,壓鑄模具龜裂的因素,沒辦法完全斷定就是哪個因素造成的。只是造成因素大,或者是小。但是,一萬模就腐蝕,壓模數量有點少,這和模具鋼純凈度有直接的關系。

從模具鋼角度,分析壓鑄模具被沖腐蝕產生龜裂的原因有兩個:
1)模具鋼含有低熔點的雜質太多。這些細微分布於模具型腔的低熔點雜質,無法抵抗高溫高壓鋁合金的沖刷,熔化後脫落,在模具表面形成腐蝕麻點或細微裂紋,稱為龜裂。這些龜裂點慢慢延展擴大,就形成壓鑄模具的開裂報廢。
2)模具鋼抗高溫軟化性能差。模具在高溫下工作,無法抵禦急冷急熱的頻繁交替,硬度下降很快。硬度低的模具鋼,自然容易被沖腐蝕,產生龜裂。

改善方法是,選用純凈度高的熱作模具鋼,如:高鉬H13,無硫8407,無硫8418。配合好的熱處理工藝,試模請內應力消除干凈。壓鑄模具硬度和模具結構,模具大小有很的關系。壓鑄模具的硬度HRC42-52之間,都有人使用,這要根據具體情況確定。

H. 壓鑄模具開裂怎麼處理

壓鑄機的壓鑄模具使用一段時間過後有的會發生開裂的現象,下面筆者所在的公司從事壓鑄行業十多年,積累了豐富的經驗,下面就來說說壓鑄模具開裂的一些原因。 壓鑄模具損壞的原因:在壓鑄生產中,模具損壞最常見的形式是裂紋、開裂。應力是導致模具損壞的主要原因, 熱、機械、化學、操作沖擊都是產生應力之源,包括有機械應力和熱應力,應力產生主要是包括3大方面「(1、模具處理過程中 2、在壓鑄生產過程中 3、在模具加工製造過程中) 壓鑄模具的熔湯前端的溫度太低,相疊時有痕跡.怎麼么辦,可以先檢查壁厚是否太薄,模具中損壞最常見的形式是裂紋、開裂。較薄的區域應直接充填,檢查形狀是否不易充填;距離太遠、封閉區域(如鰭片(fin) 、凸起) 、被阻擋區域、圓角太小等均不易充填.並注意是否有肋點或冷點,縮短充填時間4.改變充填模式,提高模溫提高熔湯溫度,檢查合金成分,加大逃氣道可能有用,加真空裝置可能有用.壓鑄模具是鑄造液態模鍛的一種方法, 一種在專用的壓鑄模鍛機上完成的工藝。

I. 如何解決2738材質模具鋼鍛造表面裂紋

您好!是什麼方向的裂紋呢?
⑴縱向裂紋

裂紋呈軸向,形狀細而長。當模具完全淬透即無心淬火時,心部轉變為比熱容最大的淬火馬氏體,產生的切向拉應力,模具鋼的含碳量愈高,產生的切向拉應力愈大,當拉應力大於該鋼強度極限時導致縱向裂紋形成,以下因素又加劇了縱向裂紋的產生。

①鋼中含有較多S、P、Pb、Sn、As等低熔點有害雜質,鋼錠軋制時沿軋制方向呈縱向嚴重偏析分析分布,易產生應力集中形成縱向淬火裂紋,或原材料隱枯軋制後快冷形成的縱向裂紋未加工掉保留在產品中,導致最終淬火裂紋擴大形成縱向裂紋。

②模具尺寸在鋼的淬裂敏感尺寸范圍內(碳工具鋼淬裂危險尺寸為8~15mm,中低合金鋼危險尺寸為25~40mm)或選擇的淬火冷卻卻介質大大超過該鋼的臨界淬火冷卻速度時均易形成縱向裂紋。

預防措施:

①對原材料入庫進行嚴格檢查,對有害雜質含量超標鋼材不投產;

②盡量選用真空冶煉、爐外精煉或電渣重熔模具鋼材;

③改進熱處理工藝,採用真空加熱,保護氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及胡攜激分級淬火、等溫淬火;

④變無心淬火為有心淬火,即不完全淬透,獲得強韌性的下貝氏體組織等措施,大幅度降低拉應力,能有效避免模具縱向開裂和淬火畸變。

⑵橫向裂紋

裂紋特徵是垂直於軸向的,未淬透模具,在淬硬區與未淬硬區過渡部分存在大的拉應力峰值,大型模具快速冷卻時也易形成大的拉應力峰值,因形成的軸向應力大於切向應力,導致產生橫向裂紋,鍛造模塊中S、Pb、Sn、As等低熔點有害雜質的橫向偏析或模塊存在橫向顯微裂紋,淬火後經擴展形成橫向裂紋。

預防措施:

①模塊應合理鍛造,原材料長度與直徑之比即鍛造比最好選在2~3之間,鍛造採用雙十字形變向鍛造,經五鐓五拔多火鍛造,使鋼中碳化物和雜質呈細小均勻分布於鋼基體,鍛造纖維組織圍繞型腔無定向分布,大幅度提高模塊橫向力學性能,減少和消除應力源。

②選擇理想的冷卻速度和冷卻介質,在鋼的Ms店以上快冷,大於該鋼臨界淬火冷卻速度,鋼中過冷奧氏體產生的應力為熱應力,表層為壓應力,內層為張應力,相互抵消,有效防止熱應力裂紋形成,在鋼的Ms~Mf之間緩冷,大幅度降低淬火馬氏體時的組織應力。當鋼中熱應力與相應應力總和為正(張應力)時,則易淬裂,為負時,則不易淬裂。充分利用熱應力,降低相變應力,控制應力總和為負,能有效避免橫向淬火裂紋發生。CL-1有機淬火介質是較理想淬火劑,同時可減少和避免淬火模具畸變,還可控制硬化層合理分布。調整CL-1淬火劑不同濃度配比,可得到不同冷卻速度,獲得所需硬化層分布,滿足不同模具鋼需求。

⑶弧狀裂紋

常發生在模具稜角、缺口、孔穴、凹模接線切邊等形狀突變處。這是因為淬火時稜角處產生的應力是平滑表面平均應力的10倍。

①鋼中含碳量和合金元素含量愈高,鋼Ms點愈低,Ms點降低2℃,則淬裂傾向增加1.2倍,Ms點降低8℃。淬裂傾向則增加8倍。

②鋼中不同組織轉變和相同組織轉變不同時性,由於不同組織比熱容差,造成巨大組織應力,導致組織交界處形成弧狀裂紋;

③淬火後未及時回火,或回火不充分,鋼中殘余奧氏體未充分轉變,保留在使用狀態中,促進應力重新分布,或模具工作時殘余奧氏體發生馬氏體相變產生新的內應力,當綜合應力大於該鋼強度極限時便形成弧狀裂紋。

④具有第二類回火脆性鋼,淬火後高溫回火緩冷,導致鋼中P、S等有害雜質化褲襪合物沿晶界析出,大大降低晶界結合力和韌性,增加脆性,工作時在外力作用下形成弧狀裂紋。

預防措施

①改進設計,盡量使形狀對稱,減少形狀突變,增加工藝孔與加強筋或採用組合裝配。

②圓角代直角及尖角銳邊,貫穿孔代盲孔,提高加工精度和降低表面粗糙度,減少應力集中源。對於無法表面直角、尖角銳邊、盲孔等處一般硬度要求不高,可用鐵絲、石棉繩、耐火泥等進行包紮或填塞,人為造成冷卻屏障,使之緩慢冷卻淬火,避免應力集中,防止淬火時弧狀裂紋形成。

③淬火模具鋼應及時回火,消除部分淬火內應力,防止淬火應力擴展。

④較長時間回火,提高模具斷裂韌性值。

⑤充分回火,得到穩定組織性能,多次回火使殘余奧氏體轉變充分和消除新的應力。

⑥合理回火,提高鋼件疲勞抗力和綜合力學性能;對於有第二類回火脆性模具鋼高溫回火後應快冷(水冷或油冷),可消除二類回火脆性,防止和避免淬火時弧狀形成。

⑷剝離裂紋

模具工作時在應力作用下,淬火硬化層一塊塊從鋼的集體中剝離。因模具表層組織和心部組織比熱容不同,淬火時表層形成軸向、切向淬火應力,徑向產生拉應力,並向內部突變,在應力急劇變化范圍較窄處產生剝離裂紋,常發生於經表層化學熱處理模具冷卻過程中,因表層化學改性與鋼的基體相變不同時性,引起內外層淬火馬氏體膨脹不同時進行,產生大的相變應力,導致化學處理滲層從基體組織中剝離。如火焰表面淬硬層、高頻表面淬硬層,滲碳層、碳氮共滲層、滲氮層、滲硼層、滲金屬層等。化學滲層淬火後不宜快速回火,尤其是300℃以下低溫回火快速加熱,會促使表層形成拉應力,而鋼材心部及過渡層形成壓縮應力,當拉應力大於壓縮應力時,導致化學滲層被拉裂剝離。

預防措施

①應使模具鋼材化學滲層濃度與硬度由表至內平緩降低,增強滲層與基體結合力,滲後進行擴散處理能使化學滲層與基體過渡均勻。

②模具鋼材化學處理之前進行擴散退火、球化退火、調制處理、充分細化原始組織,能有效防止和避免剝離裂紋產生,確保產品質量。

J. 5crnimo模具鋼開裂用什麼焊絲好

用激光焊。

國產模具鋼:5CrNiMo

對應美國AST牌號:T61206(UNS) 、對應日本JIS牌號:SKT4 、對應德國DIN,DINEN牌號:55NiCrMoV6

標准:GB/T 1299-1985

●特性及適用范圍:
熱作模具鋼,是合金元素含量較低的合金工具鋼,也是傳統的錘鍛模具鋼,具有良好的韌性、強度和耐磨性、淬透性,300×300×400mm 的工件完全可以淬透。適用於製作形狀復雜、沖擊負荷重的各種大、中型錘鍛模 (邊長>400mm)。

●化學成份:
碳 C :0.50~0.60
硅 Si:≤0.40
錳 Mn:0.50~0.80
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.030
鉻 Cr:0.50~0.80
鎳 Ni:1.40~1.80
銅 Cu:允許殘余含量≤0.30
釩 V :允許殘余含量<0.2
鉬 Mo:0.15~0.30
●力學性能:
硬度 :退火,241~197HB,壓痕直徑3.9~4.3mm
●熱處理規范及金相組織:
熱處理規范:淬火,830~860℃油冷。
●交貨狀態:鋼材以退火狀態交貨

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