Cr12MoV模具断裂原因分析

合集下载

Cr12MoV钢模具失效分析及新工艺

Cr12MoV型钢模具失效分析及模具新工艺唐俊摘要：简述 Cr12MoV型钢的材料特性, 对Cr12MoV型钢制若干常见冷作模具的失效案例进行分析和讨论, 探讨在当前生产环境下 Cr12MoV型钢制冷作模具常见失效形式的一些主要应对方法与提高模具寿命的新技术。

关键词: Cr12型钢; 冷作模具; 失效; 锻造; 热处理；表面处理；新技术1引言在过去的近20年，尤其是近几年，我国模具工业发展非常迅速。

模具需求一直以每年18％左右的速度快速增长，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了强大的动力。

Cr12MoV 钢钢是目前国内广泛使用的冷作模具钢之一，属于高耐磨微变形冷作模具钢。

该钢具有淬透性好、硬度高且耐磨、热处理变形小、高抗弯强度等优点, 仅次于高速钢，常用于制作那些承受重负荷、生产批量大、形状复杂的冷作模具, 如冷冲压、冷镦、冷挤压模等，其消耗量在冷作模具钢中居首位。

该钢钢虽然强度、硬度高，耐磨性好，但其韧度较差，对加工工艺和热处理工艺要求高，处理工艺不当很容易造成模具过早失效。

例如：某模具加工厂生产制造的冷冲模具，材料为Cr12MoV冷作模具钢，生产工艺为：冶炼→锻造→球化退火→粗加工→热处理→精加工成型。

热处理为（980±10）℃油冷+(510±20)℃空冷。

模具投入生产后，仅生产2000件即发生断裂崩落，出现过早失效，为了找出模具过早失效原因，本文对该模具进行失效分析，并进行锻造、热处理工艺的分析与改进。

2 模具的失效分析2.1 模具的化学成分及冶金质量分析通过提取模具材料样品, 对其化学成分进行分析, 所得结果如表 1 所示( 括号内为 Cr12MoV 钢的化学成分范围)。

化学成分（%）元素 C Si Mn Cr Mo V S P 质量分数 1.62 0.32 0.31 12.1 0.54 0.22 0.015 0.017成分范围（1.5～1.7） (<0.4) (<0.35) (11.5～12.5) (0.4～0.6) (0.15～0.3)(<0.03) (<0.03) 表1 Crl2MoV 钢冷冲裁模具的化学成分( 质量分数)由表1中的数据可以看出, 失效冷冲裁模具的化学成分在Cr12MoV 钢的化学成分范围内, 不会对模具的金相显微组织和力学性能造成较大的影响; 另一方面, 杂质元素硫和磷的质量分数未超标, 不至于导致模具的开裂与失效. 由此判断, 该模具的过早失效不是由材料的化学成分引起的。

模具钢淬火中的裂纹分析及解决方案

模具钢淬火中的裂纹分析及解决方案模具钢在淬火过程中容易发生裂纹问题，这会对模具的使用寿命和性能造成严重影响。

因此，进行裂纹分析并提出解决方案至关重要。

本文将围绕模具钢淬火中的裂纹问题展开讨论，包括裂纹的形成原因、常见的裂纹类型，以及相应的解决方案。

首先，淬火中裂纹的形成原因主要有以下几点：1.内应力积累：模具钢在冷却过程中会出现温度梯度，不同部位的冷却速度不一致，导致内应力积累，最终引发裂纹。

2.不均匀变形：由于模具钢的结构和尺寸复杂，淬火过程中容易产生不均匀变形，造成应力超过材料的弹性极限，从而使裂纹形成。

3.冷却速度过快：过快的冷却速度会导致模具钢表面和内部温度梯度过大，产生应力集中，从而引发裂纹。

常见的裂纹类型主要有：1.表面裂纹：表面裂纹是最常见的裂纹类型，通常由于冷却速度过快或应力集中引起。

这种裂纹通常分布在模具钢的最外层。

2.内部裂纹：内部裂纹是由于冷却速度不均匀或结构变形造成的。

这种裂纹通常分布在模具钢的内部。

针对上述裂纹问题，下面给出一些解决方案：1.控制冷却速度：合理控制冷却速度可以减少模具钢淬火过程中的热应力，降低裂纹的风险。

可以通过增加冷却介质的温度、减小冷却介质的流量或使用其他缓慢冷却方法来实现。

2.合理设计模具结构：模具的设计结构应该避免尖角和过于薄壁的部位，以减少应力集中导致的裂纹。

在可能的情况下，可以添加过渡圆角和半径，有助于减少裂纹的风险。

3.适当的预处理：通过适当的热处理工艺可以改善模具钢的力学性能和织构，减少应力集中和变形，降低裂纹的发生。

这包括应用回火、退火和正火等热处理方法。

4.使用有效的质量控制措施：在制造模具钢过程中，需要严格控制原材料的质量，以确保材料的均匀性和稳定性。

此外，必须严格控制加工中的工艺参数，以确保产品的质量。

总结起来，模具钢淬火中的裂纹问题对模具的使用寿命和性能都有很大的影响。

针对裂纹的形成原因和类型，我们可以通过控制冷却速度、合理设计模具结构、适当的预处理和使用有效的质量控制措施等方面来解决这一问题。

Cr12MoV模具开裂失效原因分析

2019年热加工（a ）淬火（b ）回火图1 Cr12MoV 钢的热处理工艺曲线表2 失效件样品表面硬度检测结果（HRC ）（a ）（b ）图2 试样中的共晶碳化物分布（100×）图3 试样中基体组织分布（500 ×）2019年第10期热加工20处理注意事项模具的表面硬度和化学成分符合技术要求。

模具在轧制和锻打过程中，如果锻造工艺选用不当或锻打不充分，即未经反复的锻造将碳化物打散、打碎，就会使碳化物粗大，呈网状和树枝状分布。

网状碳化物的原始状态仍会保持在基体组织中，破坏整个基体的完整性，无形中把整个基体分割成许多小部分，使得组织的均匀性有了很大的差异（在网状及其边缘，碳和合金元素大量富集，而离网状稍远处，碳和合金元素贫乏），这样在热处理或机加工时，基体组织与网状碳化物之间产生巨大的应力差，从而使两者之间分离开来，随着组织应力进一步释放，进而向四周扩展，当应力不断加大到一定程度时，就容易导致整个模具开裂。

另外，模具材料在淬火时要控制入炉温度，多段预热，并在淬火后及时进行回火等，以减少和消除材料的组织应力，防止模具材料的变形和开裂。

7. 分析结论从上述检验及分析可以看出，试样中共晶碳化物呈网状分布、共晶碳化物不均匀度5级属于超标，不合格；材料中碳化物偏析严重，局部区域碳化物堆积，其导热性和变形率与周围基体有很大差异，并且容易引起该部位组织过热，故在锻打时形成锻造裂纹，在其后的热处理过程中该裂纹进一步延伸扩展，最终导致该模具在热处理后的精（机）加工过程中产生开裂。

参考文献：（a ）50×（b ）100×（c ）100×（d ）200×（e ）200×（f ）100×（g ）500×图4 试样中裂纹及组织[1]郭联金，金林奎，欧海龙，等. H13钢模具镶块研配期断裂失效分析[J].锻压技术， 2018（12）：126-130+135. [2]劳动部培训司.热处理工工艺学[M].北京：中国劳动出版社，1995：334.[3]蔡美良，丁惠麟，孟沪龙.新编工模具钢金相热处理[M].北京：机械工业出版社，2012：72.[4]陈永刚，金林奎，樊开夫，等.W6M o5C r4V2钢模具淬火开裂失效分析[J].金属热处理，2019（5）：239-245.[5]周斌，金林奎，黄持伟，等.45K 钢冷镦钢螺栓装配过程断裂失效分析[J].金属加工（热加工），2018（10）：14-19.[6]金林奎，欧海龙，黄持伟，等.铝合金用ASSAB 8407钢压铸模早期断裂失效分析[J].金属热处理，2019（2）：227-233.[7]张燕敏.淬火钢高速车削过程动态特性及加工参数研究[D].北京：北方工业大学，2006.[8]金林奎，欧海龙，黄持伟，等.Stavax ESR 钢洗衣机面板模具开裂原因分析[J].锻压技术，2017（11）：136-143.[9]全国钢标准化技术委员会.钢的共晶碳化物不均匀度评定法：GB/T14979—1994[S].北京：中国标准出版社，1995.[10]谢俊堂，郭联金，金林奎，等.SLD 钢模具失效原因分析[J].热处理技术与装备，2019（2）：9-14.2019年热加工（a ）（b ）图1 开裂轴承外圈外观形貌。

Cr12钢模具线切割加工中的开裂和防止共4页

Cr12钢模具线切割加工中的开裂和防止仪表行业自行生产使用的冷冲模具中，使用Cr12钢材的占80%以上，Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。

该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性以及不易变形等优点。

由于Cr12钢含碳量高达2.30%，所以冲击韧性较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物。

Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模及冲头、冷剪切刀（剪切硬而薄的金属如硅钢片）、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模以及螺纹滚模等模具。

由于Cr12钢热处理变形微小，断面在200-300mm，的模具淬火能完全被淬透，这种钢不仅可用油冷，即使空冷也可淬硬，但此类钢材在电火花线切割加工过程中，或在加工完毕，早期使用过程中，模具开裂时有发生。

由图1可知：用Cr12钢制作电表三相表底切边模凹模线切割用毛坯料，钼丝走向A→B，切割B处时沿图示线开裂。

模具开裂既然发生在线切割加工过程中或完毕之后，那么开裂是不是线切割加工造成的呢？还是其他因素造成的。

1 开裂原因分析1）根据电火花切割线加工原理特性知道：①线切割表面为图形凸起和凹坑密布并有无数微孔，凸起和凹坑之间有较大圆角过度，因此微区尖角效应小；②模具钼线切割表层存在残余拉应力，拉应力值从表及里递减。

约在变质层与基体交界处趋于零；③线切割仅在表层约0.05?深度范围内出现变质层，从开裂的工件看裂纹长度约要贯穿整块坯料，裂纹发生的部位无规律性且和钼丝运动的轨迹无关，这就说明电火花线切割加工并不是造成开裂的真正原因。

2）我们知道，各道机械加工部位都会使工件产生内应力，但从数量上来说，都无法和热处理淬火所造成的残余内应力相比。

工件经过淬火后各部位的残余内应力是不均匀的。

一般存在着表层中间区域和中心部位不同应力场的分布状态有着密切的关系（图2），淬火工件形状大小和残余应力变化的关系。

线切割加工和一般机械加工相比，有其独特的加工路线，一般经过工件的边缘，中间区域和心部。

Cr12MoV模具钢应用问题及热处理研究

硬件设备9Cr12MoV模具钢应用问题及热处理研究◆韩晓峰根据Cr12MoV 型模具钢在实际运用过程中的效能衰竭问题表现情况，参照Cr12MoV 型模具钢材质的特点，由锻造过程、热性能调理过程、线性切割工序等模具制品加工制作过程中的重点环节，概括归纳了Cr12MoV 型钢在冲模加工工艺中所表现出的重点问题及我们国家在此领域开展研究所取得的实际成果。

探讨了各个作业工序中工艺指标改变对 Cr12MoV 型钢体的裂隙产生、碳化物含量大小及分布结构、基体所含成分及性能的改变以及相关关联因素，分析阐释了其各操作环节中需选用的应对策略。

引言在过去的二十余年当中，我们国家的模具加工行业获取了快速的发展，特别是最近一些年，模具产品的需求状况始终是以各年度16%上下的速率在快速提升。

我国社会经济的迅猛发展对模具制作产业赢得了更为难得的发展机遇，同时亦给其发展进程创造了极大的进展空间。

1 Cr12MoV模具钢组成及性能Cr12MoV 型钢应当归属为具有强耐磨型、可产生微变形的冷加工模具钢，它的特征是具备极强的抗磨性能、淬透效能、微度变形性能、弱热感应性能、强抗弯性能，其几乎接近于高速型钢体材料，其是进行冲模、冷型镦模等加工过程的典型性材料，它的用量在冷加工型模具钢材质中占居第一位。

此类钢材质尽管其强度性能、硬性指标均很好，且其抗磨性能也很佳，然而它的韧度性能很差，对热性能处置工艺及热加工工艺的要求标准都很高，倘若处理过程不恰当，极有可能导致模具功能的过快丧失。

针对Cr12MoV 型钢制模具制作过程常使用的操作工艺是:定料、锻制、球变退火、机械整形、淬火过程+低温型回火过程、平型研磨、线型切削加工、组合装配。

Cr12MoV 型钢组成成分中碳化物含量须不高于二级，它的化学组成均各自具有相关的要求。

Cr12MoV 型钢材质应归于碳、铬含量均相当高的钢型材质，含碳浓度及含铬浓度偏高，组建成了含高浓度碳化物及高合金含量的马氏金属本体，导致此种类型钢具备强硬度、强抗磨性能。

常见高铬冷作模具钢热处理裂纹原因分析及预防措施

常见高铬冷作模具钢热处理裂纹原因分析及预防措施高铬冷作模具钢，如常见的国产Cr12MoV，Cr12Mo1V1，Cr12进口的SKD11，DC53，D2，XW‐42等材料，由于各种因素的影响，热处理过程中会形成裂纹现象，本文根据笔者多年的实践分析常见的可能形成热处理裂纹的一些因素。

1.热处理过程中裂纹的产生实质热处理时工件开裂部位局部内应力超过实时材料强度极限的结果，或者说，之所以工件会开裂，是热处理时开裂部位材料内部的各种应力叠加超过了开裂时材料的强度极限。

2.热处理过程中内应力分析1）热应力产生的原因。

热处理过程是一个加热和冷却过程，此过程无法避免地会形成材料内部内外温差，对于不同形状的工件，由于其形状结构不同，工件各部位升温和降温速度不同，不同部位的不同温度其膨胀量也会不同，因此会形成热应力。

此外，材料在加热到材料相变温度时会要发生相变，由于热处理过程中不可避免地存在各部位的温度不同，因此各部位发生相变的时机不同，如此工件在升温和降温过程中各部位在某一时刻组织结构不同，而不同的相组织其比容不同，如此形成组织应力。

又上分析可见，热处理过程中工件内部会形成热应力和组织应力，以下统称为热应力。

2）增加热处理热应力的因素a)材料因素高铬合金钢属于莱氏体钢，此类钢冶炼时会出现较严重的偏析。

对于品质优良的钢种通过改善冶炼和轧制方法改善这种偏析，而品质较差的钢会存在较严重的内部偏析。

内部偏析的存在增加材料内部各部位成分的不均匀性，从而增加了局部组织应力。

b）工件形状工件截面的急剧变化，内尖角等结构都会使工件热处理过程中各部位温度的不均匀性，增加热应力。

c）热处理工艺过快的加热速度和过快的冷却速度，加热和冷却的不均匀都会增加热处理过程工件内部的热应力。

3)冷加工产生内应力材料在磨削，切削，铣削过程中，都会在工件表面形成内应力。

4)应力集中应力集中是指受力构件局部范围内应力显著增大的现象，如有内尖角，内部裂纹，夹杂、偏析等部位都会形成应力集中。

模具断裂失效原因分析及预防措施

处膨状回时赤约１ ℃ 产收于胀态，火首在０时生
缩，此时如急速加热淬火件，零件表面产生收缩，
而内部处于膨胀状态，导致开裂。预防措施：在零件升温至３ ℃以前不可快速加热。０同样，当回火
原材料的质量检验，严格控制钢材中碳化物不均匀度级别要求。 ②钢材在锻轧时，模具坯料应反复多方向锻造，从而使钢中共晶碳化物击碎得更为细小、均匀。③选用淬透性良好的材料，使其淬火后能获得均匀的应力状态，以避免开裂或变形。例如冲裁模，通常凹模应选淬透性好的材料，而凸模则要求相应低些。．３防止零件结构设计不合理引起开裂２零件结构的合理设计，有利于减少变形及预防开裂。模具零件应设计成封闭、对称结构，尽量采用等壁厚设计，避免横断面形状突变，以防止淬
ＨｔｒｎＴｃｏｇ２０，ｏ．，ｏｏｗｏｋｇｅｌｌｉｍｏｙ０８Ｖｌ７Ｎ．３５
万方数据
上半月出版
ＣｓｇＦｇｇｗ１ｇ金属铸锻焊技术ａｉ．０ ’ｅｄ案ｔｎｒｎｉｎｉ（防止回火裂纹淬火模具钢马氏）５体组织
（防止过热或过烧严格控制热处理工艺，）２这是保证模具热处理质量的关键环节。若加热时发生过热现象，不仅会使工件造成较大的脆性，而且在冷却时容易引起变形和开裂，严重者造成断裂失效。模具钢中含碳量高且合金元素较多，导热性差，此，因加热速度不宜过快，应缓慢加热。如果控制不当，很容易产生变形或裂纹，必须采用预热或减慢升温加热速度，以防开裂。并且，实时调控
选择合理的锻造工艺参数，是保证模具锻件
３防止模具断裂失效的措施

Cr12MoV模具钢应用的主要问题和热处理研究进展

Cr12MoV模具钢应用的主要问题与热处理研究进展1引言近20年来，我国模具工业发展非常迅速，尤其是近几年．模具需求一直以每年15％左右的速度快速增长,国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了强大的动力。

Cr12MoV钢属于高耐磨微变形冷作模具钢，其特点是具有高的耐磨性、淬透性、微变形、高热稳定性、高抗弯强度，仅次于高速钢，是冲模、冷镦模等的重要材料，其消耗量在冷作模具钢中居首位。

该钢虽然强度、硬度高，耐磨性好，但其韧度较差，对热加工工艺和热处理工艺要求较高，处理工艺不当，很容易造成模具的过早失效。

Cr12MoV钢常用的加工工艺是：下料一锻造一球化退火一机械加工一淬火+低温回火一平磨一线切割加工一组装。

Cr12MoV钢碳化物级别应不大于2级.其化学成分要求见表1。

Cr12MoV钢属于高碳高铬钢，含碳量和含铬量高，形成了大量的碳化物和高合金度的马氏体。

使钢具有高硬度、高耐磨性。

Cr12MoV钢中的钼增加钢的淬透性并且细化晶粒，钒能细化晶粒增加韧度。

又能形成高硬度的VC，以进一步增加钢的耐磨陛。

铬又使钢具有高的淬透性和回火稳定性。

由于Cr的大量存在，钢液结晶时析出的大量共晶碳化物(主要是硬度很高的铬铁复合碳化物(Fe，Cr)7C3，)极为稳定，常规热处理无法细化。

即使经压延后，在较大规格钢材中。

仍保留明显的带状或网状碳化物，碳化物分布不均匀，而带状或网状碳化物区是一个脆性区，其塑性、韧度差，不能承受大的冲击力，裂纹很容易在这里萌生与扩展，往往成为裂纹产生的主要原因。

较大的碳化物周围常常有空洞、位错等缺陷汇聚，在交变负荷的作用下，这些缺陷进一步聚集和扩展便可萌生疲劳裂纹。

碳化物偏析严重，在碳和合金元素富集的区域，钢的熔点降低，易导致模具热处理时过热，使碳和合金元素在奥氏体中溶解度减少，降低淬火后的硬度，且导致碳合金元素富集区与贫乏区之间产生大的组织应力，从而增大模具热处理后的变形量。

Cr12MoV钢材焊接的疑难杂症

关于Cr12MoV钢材焊接的疑难杂症我是一个从事汽车模具修复焊接的技术员，经常接触模具焊接中的难题，最近又碰到2个，晒出来请教高手！1。

Cr12MoV，二次焊接，修复出现裂纹的部位。

众所周知，Cr12MoV二次焊接是个难题，由于钢材已经被焊接过，所以焊接部位的内部组织体发生变化，不能再按照Cr12MoV 的初次焊接那样进行焊前预热。

直接在焊过的钢材上操作，很容易把以前焊接的接口部位出现裂纹。

先清除焊接裂纹，也不是很有效。

模具表面出现裂纹，其实内部已经裂的很深了，要全部清除，需要上铣床了，那样成本太高了，还有，清除完也不一定就能焊接好。

所以二次焊接修复裂纹一直是个难题，不好解决。

2。

我碰到了一种Cr12MoV的钢材的焊接问题，淬火后的Cr12MoV，表面硬度HRC57-62。

由于加工失误，需要用在表面堆高3mm，采用的是氩弧焊的修复方式，（手工电焊修复后余量太大）出现问题，焊接，修整后，没有出现裂纹，硬度HRC42-48，硬度太低，达不到要求，焊接工艺检查过没有问题，分别用了，马氏体组织的焊丝，奥氏体组织的焊丝，高速钢的焊丝，SKD11的焊丝等等换了6种焊丝去试验，还是硬度不够。

晕了，个人认为是钢材的焊接性能有问题。

请教高手支招！先谢过！，也请大家把自己在模具焊接中遇到的问题，拿出来晒晒，讨论一下，共同进步！我碰见MOCR 铸铁100MM的平面上堆高10MM用的J506焊条，后面焊着前面裂开？一般在焊的部位均匀的加以螺丝固定。

谁还有好的办法说说啊。

一般的CrMo铸铁堆高10MM，应该不会出现裂纹的。

出现裂纹分析：1）焊接部位与模具母材结合处出现裂纹。

原因：焊接电流过大，焊材选用不当，与焊接母材材质差异较大，解决：选择适合CrMO铸铁的焊条焊接，焊接时小电流焊接，减少对模具母材的线性能输入。

2）焊接部位表面出现均匀的细小裂纹。

裂纹成纵向分布。

原因：焊接时，没有敲击或者敲击不够，焊接部位存留焊接应力。

cr12mov原材料加热过烧碎裂

cr12mov原材料加热过烧碎裂下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!CR12MOV原材料加热过烧碎裂第一部分：问题引入。

Cr12钢模具线切割开裂原因分析

收稿日期：2017-07-15作者简介：吴玉兰（1962-），女，江苏南通人，江苏工程职业技术学院机电工程学院高级实验师，研究方向为机械制造。

江苏工程职业技术学院学报（综合版）Journal of Jiangsu College of Engineering and Technology Vol.17，No.3Sep.2017第17卷第3期2017年9月DOI ：10.19315/j.issn.2096-0425.2017.03.008摘要：某模具厂采用Cr12钢制造模具，在对Cr12钢模具热处理后进行线切割加工时，有20%～30%的模具产生开裂现象。

为了分析开裂原因，对Cr12钢模具进行了高、低倍组织检验及化学分析，结果表明，（失效）开裂模具的终锻温度特高，造成二次碳化物呈粗大网状分布，还有部分二次碳化物呈针状魏氏组织分布，这种组织使得模具脆变，导致线切割时开裂。

关键词：Cr12钢模具；线切割；碳化物；开裂中图分类号：TG161文献标志码：A 文章编号：2096-0425（2017）03-0027-03Cr12钢淬透性高，完全淬透截面面积可达200mm 2～300mm 2；热处理变形小，温度在300～400℃时仍可保持良好的硬度和耐磨性。

因为这些优点，在模具行业中Cr12钢被广泛用于冷作模具，主要用来制作型腔结构较复杂且精度要求较高的模具，这类模具不能采用简单的冷加工工艺来加工，必须采用线切割方式加工。

某模具厂对Cr12钢进行模具加工时出现开裂现象，为找到开裂原因，在模具开裂位置切取试样进行宏观和微观分析[1-2]。

1宏观形貌及理化检验1)图1为模具开裂的宏观形貌，从图中可看到多处裂纹。

2)显微组织检查。

图2是模具材料横向低倍金相组织，图3是纵向低倍金相组织。

白色组织是共晶碳化物，对照共晶碳化物图谱[3]及国家标准《GB/T 14979—1994钢共晶碳化物不均匀度评定法》[4]，碳化物的不均匀性为3级。

Cr12MoV钢拉深模失效分析及工艺改进

2021年第1期热加工63热处理Heat TreatmentCr12MoV 钢拉深模失效分析及工艺改进关慧欢，徐继东，刘燕燕，张怀青，崔鹏飞，吴传博潍柴动力（潍柴）装备技术服务有限公司山东潍坊 261000摘要：Cr12MoV 钢拉深模，经过1030℃淬火+200℃回火后，发现裂纹。

对其进行化学成分、裂纹形貌、金相组织及硬度进行检测。

结果表明：拉深模失效的主要原因是原材料中网状碳化物锻造时未能改善，促使晶界处脆性增加，在淬火应力作用下出现开裂，裂纹沿碳化物分布的方向扩展。

通过对原材料重新锻打，碎化、细化共晶碳化物，把粗大的枝晶状共晶碳化物打碎，提高碳化物分布的均匀性。

热处理淬火前进行球化退火，降低升温速率，有效地解决了淬火裂纹问题。

关键词：拉深模；Cr12MoV 钢；碳化物；球化退火1 序言模具在航空航天、汽车、自动化以及日常生活用品制造中占的比重越来越大。

冷作模具钢用在金属或非金属材料的冲载、拉深、弯曲、冷镦、滚丝及压弯等工序。

为满足工模具能满足冲击、磨损、弯曲、剪切等条件，材料需具备优良的强韧性。

而Cr12MoV 钢，属高铬微变形模具钢，具有很高的耐磨性、淬透性、热稳定性，经常用于制造高耐磨、微变形、高负荷服役条件下的冷作模具和工具，该钢虽然强度、硬度高，耐磨性好，但其韧性较差。

某拉深模由Cr12MoV 钢制造，其工艺流程是：锻造→下料→加工→淬火→回火→磨削。

某单位C r12M o V 拉深模，经过1030℃淬火+200℃回火，在回火后发现裂纹，失效的拉深模如图1a 所示。

从失效拉深模上取试块，可见断口条纹沿纵向分布呈放射状，属于脆性解理断裂，如图1b 所示。

2 试验方法采用OBLF 直读光谱仪对失效拉深模检测化学成分；用线切割机截取试样，并将试样研磨、抛光后，用4%硝酸酒精进行浸蚀；用DM2000X 倒置金相显微镜检验试样金相；用数显洛氏硬度计检验硬度。

3 试验结果与分析3.1 化学成分检测用直读光谱仪检测失效拉深模及同批次板材原料化学成分，结果见表1。

Cr12MoV钢模具开裂分析

Cr12MoV钢模具开裂分析
我公司供客户毕云龙模具钢Cr12MoV，规格7.5*410mm，1件，579kg，产地为长城特钢，销售日期为2010.2.21。

该模具在线切割时出现裂纹。

该模具图片见图1。

图1 图2
图2为其中一处裂纹处，亦为本次检验的主要区域。

检验过程：
化学成分分析：
化学成分可参考我公司所提供的原厂质量保证书复印件，成分符合GB/T1299-2000标准。

硬度分析：
对该裂纹附近随机抽取了四个点，进行硬度检测，平均值为57.4HRC（详见附件），按GB/T1299-2000标准规定应不小于58HRC，因此硬度值略微有点偏低。

金相分析：
对该裂纹附近进行金相检验：
图3 图4
图3：深色区域为裂纹所在区域，其附近按GB/T14979-1994标准来评定，共晶碳化物级别为3级。

图4：基体为回火马氏体，白色颗粒为碳化物，较细的黑色线条为晶界，较粗的，沿晶界和碳化物走向延伸的黑色线条为裂纹。

该裂纹周围并无严重的脱碳现象，说明该裂纹并非原材料中存在。

由于未提供热处理工艺，尚不能断定为淬火冷却裂纹，但该裂纹周围无氧化脱碳现象，亦无其他非金属夹杂，其与淬火冷却裂纹极为相似。

结论：该裂纹的产生很有可能是由于热处理后残留的内应力在线切割加工时与线切割产生的应力综合作用，以至裂纹沿着晶界及脆性的共晶碳化物扩展开来。

宁波宁兴特钢实业有限公司技术中心
2010年9月14日。

Cr12MoV模具断裂原因分析

良好的共晶碳化物分布形态是：组织中碳化物呈无规则均匀分布，可使模具寿命成倍提高。 3.2 尖角、块状碳化物的影响
JB/T7713-2008 标准中，块状碳化物的尺寸见表 3。
表 3 各级别的碳化物最大尺寸 Tab.3 Biggest sizes of varisized carbide
1 热处理工艺
冷冲模具在真空热处理炉中分三段进行加热，首先加热到 650 ℃保温，继续升温到 850 ℃保温，最后加热到 980 ℃保温，油中冷却；淬火结束后 4 h 内进行回火，回火温度 480 ℃、空冷。
模具通过真空热处理炉淬火后，有效地避免了模具氧化、脱碳，模具变形小，同时还能除去工件中残存的有害气体，使模具获得良好的力学性能。
Cr12MoV 钢中，含碳量比 Cr12 钢低，又因加入钼和钒，其碳化物数量、粒度、形态、不均匀程度都比 Cr12 钢有较大的改善，韧性明显提高，因此
Cr12MoV 钢是 Cr12 钢系列中，综合性能最好的一种[6]。
Cr12MoV 钢虽然综合性能最好，且共晶碳化物数量比 Cr12 钢少，但如果原材料不进行很好的六面锻造，即使进行锻造，如果锻造不充分，之前的固溶细化处理进行的也不充分，钢中同样会出现网状分布的共晶碳化物及粗大、尖角锋利的块状碳化物。 3.1 共晶碳化物不均匀度的影响
表 1 化学成分分析结果(质量分数，%) Tab.1 Chemical composition of material (wt,%)
C Si Mn Cr Mo V
S
P
实验值 1.50 0.3 0.35 12.00 0.45 0.2 0.02 0.02
标准值

塑胶模具断裂的原因有哪些

塑胶模具断裂的原因有哪些塑胶模具产品质量等级不⼀样，价格也是相差甚远，造成模具质量差别的，主要是模具的寿命，注塑成型的产品质量，钢材的质量等等，其中有⼀条是模具业经常碰到的，就是塑胶模具在使⽤⽣产中会容易断裂。

究竟是什么原因造成塑胶模具断裂的呢？应该如何防⽌模具断裂，确保产品质量？模具断裂的原因可以从⼏点分析：塑胶注塑⼯艺的⾓度分析四个⾓离中⼼进胶远，不存在⼤的保压⼒，就是不会撑着很饱,⽽导致开裂！1，四个⾓部没有圆弧过渡，存在应⼒；2，顶出杆离得太远或顶杆直径太⼩，建议在⾓⾯的根部加扁顶针；3，拔模⾓度⼩，表⾯粗糙，末抛顺；4，⾓处的胶位太薄，⼤致就是这4个问题引起的。

那如何来防⽌塑胶模具断裂呢？针对上⾯的问题，我们可以进⾏相应的防⽌措施。

⾸先，适当减少太脆的料⼀起混合，多增加些ABS的新料。

虽然成本增加了，但可以提⾼质量和产量！效果是⼀样的。

应根据制件⼤⼩、形状特点和材质制定正确的热处理上艺规范，合理选择加热速度、温度、时间；其次，运⽤回⽕裂纹的防⽌⽅法：回⽕裂纹是指淬⽕钢马⽒件组织处于膨胀状态，在回⽕时⾸先在⼤约100℃时产⽣收缩，此时如急速加热淬⽕件，则零件表⾯产⽣收缩，⽽内部处于膨胀状态，导致开裂。

防⽌这种开裂发⽣的措施是在零件升温⾄300℃以前不要进⾏快速加热。

回⽕急冷同样也产⽣回⽕裂纹，这是因淬⽕组织中的残余奥⽒体遇急冷变成与淬⽕⼀样的状态，防⽌这种开裂的⽅法是从回⽕温度进⾏空冷。

这⼀点不仅是从塑胶模具制品的⾓度出发，同时也是着重塑胶模具本⾝。

最后，要想塑胶模具质量过关，模具钢材质量⾸先要过关，所以在选材料⽅⾯就必须下本钱和功夫，如果你⼀开始⽤的钢材质量就很差的，那再好的技术也不能把它加⼯的好，材料才是质量的本⾝，就好⽐烹饪，也是讲⾷材。

塑胶⽹：。

模具爆裂的原因

模具爆裂的原因近几年来,我国模具发展很快,技术上也有了很大的提高但是和国际水平还有一些差距,我们在使用模具时,还会出现一些故障,如:在使用模具过程中,模具会发生爆裂,这也是我国在模具技术上一个严重的缺陷,那关于模具爆裂的原因都有哪些呢?其主要以下几点。

模具爆裂原因分析：1.模具材质不好在后续加工中容易碎裂2.热处理：淬火回火工艺不当产生变形3.模具研磨平面度不够，产生挠曲变形4.设计工艺：模具强度不够，刀口间距太近，模具结构不合理，模板块数不够无垫板垫脚5.线割处理不当：拉线线割，间隙不对，没作清角6.冲床设备的选用：冲床吨位，冲裁力不够，调模下得太深7.脱料不顺：生产前无退磁处理，无退料梢;生产中有断针断弹簧等卡料8.落料不顺：组装模时无漏屎，或滚堵屎，垫脚堵屎9.生产意识：叠片冲压，定位不到位，没使用吹气枪，模板有裂纹仍继续生产模具爆裂如何防范：1、冲压设备冲压设备(如压力机)的精度与刚性对冲模寿命的影响极为重要。

冲压设备的精度高、刚性好，冲模寿命大为提高。

尤其足小间隙或无间隙冲模、硬质合金冲模及精密冲模必须选择精度高、刚性好的压力机，否则，将会降低模具寿命，严重者还会损坏棋具。

2、模具设计(1)模具的导向机构精度。

为提高模具寿命，必须根据工序性质和零件精度等要求，正确选择导向形式和确定导向机构的精度。

(2)模具(凸、凹模)刃口几何参数。

凸、凹模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压件成形有较大的影响，而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。

精度要求较高的，宜选较小的间隙值;反之则可适当加大间隙，以提高模具寿命。

3、冲压工艺(1)冲压零件的原材料。

①尽可能采用冲压工艺性好的原材料，以减少冲压变形力;②冲压前应严格检查原材料的牌号、厚度及表面质量等，并将原材料擦拭干净，必要时应清除表面氧化物和锈迹;③根据冲压工序和原材料种类，必要时可安排软化处理和表面处理，以及选择合适的润滑剂和润滑工序。

(2)排样与搭边。

模具损坏分析

模具损坏分析在压铸生产中，模具损坏最常见的形式是裂纹、开裂。

应力是导致模具损坏的主要原因。

热、机械、化学、操作冲击都是产生应力之源，包括有机械应力和热应力，应力产生于：一.在模具加工制造过程中1、毛坯锻造质量问题有些模具只生产了几百件就出现裂纹，而且裂纹发展很快。

有可能是锻造时只保证了外型尺寸，而钢材中的树枝状晶体、夹杂碳化物、缩孔、气泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉长，形成流线，这种流线对以后的最后的淬火变形、开裂、使用过程中的脆裂、失效倾向影响极大。

2、在车、铣、刨等终加工时产生的切削应力，这种应力可通过中间退火来消除。

3、淬火钢磨削时产生磨削应力，磨削时产生摩擦热，产生软化层、脱碳层，降低了热疲劳强度，容易导致热裂、早期裂纹。

对H13钢在精磨后，可采取加热至510-570℃，以厚度每25mm保温一小时进行消除应力退火。

4、电火花加工产生应力。

模具表面产生一层富集电极元素和电介质元素的白亮层，又硬又脆，这一层本身会有裂纹，有应力。

电火花加工时应采用高的频率，使白亮层减到最小，必须进行抛光方法去除，并进行回火处理，回火在三级回火温度进行。

二.模具处理过程中热处理不当，会导致模具开裂而过早报废，特别是只采用调质，不进行淬火，再进行表面氮化工艺，在压铸几千模次后会出现表面龟裂和开裂。

钢淬火时产生应力，是冷却过程中的热应力与相变时的组织应力叠加的结果，淬火应力是造成变形、开裂的原因，固必须进行回火来消除应力。

三.在压铸生产过程中1、模温模具在生产前应预热到一定的温度，否则当高温金属液充型时产生激冷，导致模具内外层温度梯度增大，形成热应力，使模具表面龟裂，甚至开裂。

在生产过程中，模温不断升高，当模温过热时，容易产生粘模，运动部件失灵而导致模具表面损伤。

应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。

2、充型金属液以高压、高速充型，必然会对模具产生激烈的冲击和冲刷，因而产生机械应力和热应力。

在冲击过程中，金属液、杂质、气体还会与模具表面产生复杂的化学作用，并加速腐蚀和裂纹的产生。