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十種模具鋼淬火裂紋介紹

一、縱向裂紋

      產生縱向裂紋的原因是因為當模具完全淬透時,心部轉換成比容量最大的淬火馬氏體,從而形成切向拉應力,而且模具鋼的含碳量越多,形成的切向拉應力就越大,拉應力大過鋼強度的極限時,縱向裂紋就產生了。

裂紋走向呈軸向,形狀細且長。

二、橫向裂紋

       產生橫向裂紋是因為還沒淬透模具,淬硬區和沒有淬硬區過渡的部分存在大的拉應力,大型模具快速冷卻的時候容易產生大的拉應力峰值,因為形成的軸向應力大過切向應力,所以就形成了橫向裂紋。
冷作模具鋼
橫向裂紋是垂直在軸向。

三、弧狀裂紋

產生弧狀裂紋是因為在淬火時棱角處產生的應力是平滑表面平均應力的10倍

弧狀裂紋主要呈現在模具棱角、凸臺、刀紋、尖角、直角、缺口、孔穴、凹模接線飛邊等形狀突變處。

四、剝離裂紋

       因為模具的表層組織和心部組織比容不同,而淬火的時候表層形成軸向、切向淬火應力,徑向產生拉應力,并向內部突變,在應力急劇變化范圍較窄處產生剝離裂紋,常發生于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?;瘜W滲層淬火后不宜快速回火,尤其是300℃以下低溫回火快速加熱,會促使表層形成拉應力,而鋼基體心部及過渡層形成壓縮應力,當拉應力大于壓縮應力時,導致化學滲層被拉裂剝離。

剝離裂紋是在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。

五、網狀裂紋

       產生網狀裂紋的原因有幾點:1.原材料本身有著比較深的脫碳層,冷卻加工時沒有除去;2.模具脫碳表面金屬結構和馬氏體含有的碳量不同,比容不同鋼脫碳表層淬火時脫碳表層淬火時產生大的拉應力,表層金屬往往沿晶界被拉裂成網狀;3.原材料的粗晶粗晶粒鋼、原始組織粗大,存在大塊狀鐵素體,一般的淬火無法消除,留在淬火組織中,也有可能是控溫不準,或者儀表失靈,都可能產生網狀裂紋。

網狀裂紋又叫龜裂,它的深度較淺,一般深約0.01~1.5mm,呈輻射狀。

六、冷處理裂紋

      模具鋼較多的是中、高碳合金鋼,淬火后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,要是放在零度以下繼續冷卻,能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,當疊加應力超過該材料強度極限時便形成冷處理裂紋。

七、磨削裂紋

      造成磨削裂紋的原因有:原材料預處理不當,沒能充分消除原材料塊狀、網狀、帶狀碳化物和發生嚴重脫碳;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;

磨削裂紋微細裂紋與磨削方向垂直,深約0.05-1.0mm。
熱作模具鋼
八、線切割裂紋

      線切割裂紋形成是因為原材料存在嚴重的碳化物偏析或者儀表壞了,淬火加熱溫度過高,晶粒粗大,降低材料強韌性,增加脆性,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。

線切割裂紋是弧尾狀剛勁變質層裂紋

九、疲勞裂紋

模具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。

十、應力腐蝕裂紋

      應力腐蝕裂紋就是金屬模具因為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。
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