模具鋼在加工及使用的各個流程，特別熱處理時、熱處理后的各種加工，由于內(nèi)應(yīng)力、外應(yīng)力、以及材料本身的特性和質(zhì)量，都有可能出現(xiàn)裂紋或者開裂，導(dǎo)致模具報廢，今天就給大家介紹一些常見的案例及原因分析和對應(yīng)的解決方案，希望能減少或者避免在工作中產(chǎn)生這些問題。

一、淬火裂紋

淬火時產(chǎn)生的裂紋的原因有很多，總結(jié)來說主要是材質(zhì)、熱處理工藝、模具結(jié)構(gòu)幾個方面：

a)鋼中含有較多S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔點(diǎn)有害雜質(zhì)，組織上呈帶狀偏析，易產(chǎn)生應(yīng)力集中而形成淬火裂紋或原材料有裂紋在淬火時擴(kuò)大形成裂紋，此類裂紋一般沿原材料材質(zhì)方向分布

b)淬火冷卻速度遠(yuǎn)超過材料的臨界冷卻速度或者是危險尺寸也容易產(chǎn)生沿原材料方向的裂紋

c)模具未淬透，或者有橫向分布的雜質(zhì)，或者有橫向分布的微裂紋，則易在淬火時產(chǎn)生橫向的裂紋（垂直于原材料長度方向）

d)模具棱角、凸臺、刀紋、尖角、直角、缺口、孔穴、凹模接線飛邊等形狀突變處則常有弧形裂紋，這是因?yàn)椋慊饡r棱角處產(chǎn)生的應(yīng)力是平滑表面平均應(yīng)力的10倍左右

e)鋼中不同組織轉(zhuǎn)變和相同組織轉(zhuǎn)變不同時性，由于不同組織比容差，造成巨大組織應(yīng)力，導(dǎo)致組織交界處形成弧狀裂紋

f)淬火后未及時回火，或回火不充分，鋼中殘余奧氏體未充分轉(zhuǎn)變，保留在使用狀態(tài)中，促使應(yīng)力重新分布，或模具服役時殘余奧氏體發(fā)生馬氏體相變產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)綜合應(yīng)力大于該鋼強(qiáng)度極限時也形成弧狀裂紋

g)夾雜物含量高，P、S等有害雜質(zhì)化合物沿晶界析出，大大降低晶界結(jié)合力和強(qiáng)韌性，增加脆性，服役時在外力作用下形成弧狀裂紋

h)一般原因有模具有脫碳層或者加熱過程中脫碳、原始組織粗大、控溫不準(zhǔn)、儀表失靈發(fā)生組織過熱過燒致晶粒粗化、模具淬火冷卻時碳化物沿奧氏體晶界大量析出而致晶界強(qiáng)度大大降低致韌性差、脆性大等等，形成的裂紋為條狀或者網(wǎng)狀。

而實(shí)際在模具加工使用過程中，裂紋的形成往往是多種原因共同造成的，要想減小裂紋產(chǎn)生的可能，要從各個方面共同入手，建議方案如下：

1)嚴(yán)格的原材檢測，夾雜物，帶狀偏析，微裂紋，黑皮等，盡量選用夾雜物，偏析輕微的鋼材

2)合理的淬火工藝，合理的回火工藝，及時回火，消除淬火應(yīng)力及防止淬火應(yīng)力擴(kuò)展；較長時間回火，提高模具抗斷裂韌性值；充分回火，得到穩(wěn)定組織性能；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。

3)熱處理時工件盡量對稱，減小形狀突變，R角盡量留大，穿孔代替盲孔，提高表面光潔度，減小應(yīng)力集中點(diǎn)，對于表面不合理的結(jié)構(gòu)，要做好防護(hù)措施，以減小冷卻速度 ，防止淬火裂紋。


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