模具钢热处理中淬火是常见工序然而因种种原因有时难免会产生淬火裂纹致使前功尽弃分析裂纹产生原因进而采取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类型1纵向裂纹裂纹呈轴向形状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SPSbBiPbS
As等低熔点有害杂质钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向严重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留在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向裂纹2模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内碳工具钢淬裂危险尺寸为815mm中低合金钢危险尺寸为2540mm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改进热处理工艺采用真空加热保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火等温淬火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避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部分存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SPSbBiPbS
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23之间锻造采用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减少和消除应力源2选择理想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
f为热应力表层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MsMf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则易淬裂为负时则不易淬裂充分利用热应力降低相变应力控制应力总和为负能有效避免横向淬火裂纹发生CL1有机淬火介质是较理想淬火剂同时可减少和避免淬火模具畸变还可控制硬化层合理分r