模具钢生产过程中裂纹产生的原因与对策
解析冷作模具裂纹形成原因
解析冷作模具裂纹形成原因【摘要】冷作模具在工业生产中扮演着重要的角色，然而裂纹的出现会影响模具的使用寿命和加工质量。
本文从内应力、使用条件、材料和工艺等方面分析了冷作模具裂纹形成的原因。
内应力是主要因素之一，不良的使用条件也会导致模具的损伤。
正确选择材料和工艺可以减少模具裂纹的风险，而加强管理与维护则能延长模具的寿命。
最后总结了冷作模具裂纹形成的原因，提出了预防措施，包括加强模具的协调使用和定期维护，以确保模具的良好状态和性能。
通过本文的分析和建议，可以帮助生产企业有效解决冷作模具裂纹问题，提高生产效率和产品质量。
【关键词】冷作模具、裂纹、形成原因、金属材料、内应力、使用条件、材料选择、工艺选择、管理、维护、预防措施1. 引言1.1 什么是冷作模具冷作模具是指在室温下进行加工或成型的模具，通常用于对金属材料进行冷变形加工。
冷作模具通常用于生产各种零部件，如汽车零件、家电零件等。
与热作模具相比，冷作模具具有成本低、寿命长、加工精度高等优点。
冷作模具是在室温下进行工作的模具，是在金属材料的塑性变形温度以下进行变形加工的模具。
冷作模具的工作原理是利用工件在外力作用下的塑性变形来获得所需形状和尺寸的工件。
在冷作模具中，工件受到冷变形的变形应力，使工件的形状和尺寸发生变化。
冷作模具在现代制造业中具有非常重要的地位。
它不仅可以提高生产效率，还可以提高产品的质量和精度。
冷作模具的质量和性能直接影响到产品的质量和成本，因此冷作模具的设计、制造和使用都需要非常谨慎。
在实际工作中，冷作模具经常会出现裂纹等问题，这不仅影响了冷作模具的使用寿命，更会对生产造成严重影响。
了解冷作模具裂纹形成的原因，对于提高冷作模具的寿命和效率至关重要。
1.2 冷作模具的重要性冷作模具在工业生产中扮演着非常重要的角色。
它们被广泛应用于金属加工、注塑成型、压铸等各种生产过程中。
冷作模具的重要性主要体现在以下几个方面：1. 提高生产效率：冷作模具可以大幅提高生产效率，减少生产成本。
模具钢淬火十种裂纹分析与措施
措施
优化模具钢的化学成分，降 低杂质含量。在淬火过程中 ，采用缓慢的冷却速度，以 减少热应力。对模具进行精 细加工，避免应力集中。
弧形裂纹分析
01 总结词
淬火后，模具钢表面出现弧形 裂纹。
03
02
原因
04
详细描述
弧形裂纹表现为在模具钢表面呈 弧形分布的细小裂纹，这些裂纹 一般不深入到材料内部。
模具钢的化学成分、加热和冷却 速度、应力集中等因素都可能导 致弧形裂纹的产生。
措施
优化模具钢的化学成分，降低杂 质含量。在淬火过程中，采用缓 慢的冷却速度，以减少热应力。 对模具进行精细加工，避免应力 集中。
龟裂分析
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
总结词
淬火后，模具钢表面出 现龟裂。
详细描述
龟裂表现为在模具钢表 面呈龟甲状分布的细小 裂纹，这些裂纹一般不
深入到材料内部。
原因
淬火介质选择
选择合适的淬火介质，避免因介质 不良引起淬火裂纹。
淬火冷却速度控制
合理控制淬火冷却速度，避免因冷 却过快引起淬火裂纹。
模具钢淬火后的预防措施
回火处理
对淬火后的模具进行适当的回火 处理，消除内应力，提高韧性。
表面强化处理
对模具表面进行强化处理，提高 表面硬度和抗疲劳性能。
模具维护保养
定期对模具进行维护保养，保持 模具良好的使用状态。
针对表面裂纹的防止措施与优化建议
防止措施
降低钢中的含碳量，加入适量的Cr、 Mn等合金元素；降低淬火温度和冷 却速度。
优化建议
选用淬透性好的模具钢，避免使用高 碳、高合金模具钢。
针对纵裂纹的防止措施与优化建议
防止措施
模具钢淬火十种裂纹分析与措施
模具钢淬火十种裂纹分析与措施模具钢是工业生产中常用的材料，其强度高、硬度好、抗磨损性能好等特点成为了制品的优选材料。
但是在生产过程中，模具钢经过淬火处理后，往往会出现各种裂纹，严重影响模具的使用寿命和加工效率。
为此，我们需要对模具钢淬火中常出现的十种裂纹进行分析，并提出相应的措施。
一、火花裂纹火花裂纹是由于铸造钢中的气孔和夹杂物在高温状态下合并膨胀，导致金属内部产生裂纹。
为了避免该现象的产生，建议在制造加工过程中加强钢锭的冶炼质量控制，采用真空熔炼、热等静压和快速凝固技术去除气孔和夹杂物。
二、负荷裂纹负荷裂纹是由于模具钢在淬火时由于急剧的温度变化而引起的裂纹，也是淬火裂纹中最为常见的一种。
淬火时需要控制冷却速度，避免急剧温度变化，同时要控制模具钢的加热温度，确保温度均匀提高。
三、回火软化回火软化是因为模具钢在淬火后经过回火处理后硬度降低，从而引发裂纹的现象。
为避免回火软化，建议选择合适的回火温度和时间，避免过高或过低的回火温度。
四、管道裂纹管道裂纹是模具钢在淬火后由于气化过程中引起的内部膨胀而产生的裂纹。
为避免管道裂纹的发生，应采取合适的淬火工艺和控制冷却速度，避免过快的冷却。
五、表面裂纹表面裂纹是在制作模具钢的过程中表面出现的裂纹，通常是由于加工引起的。
为防止表面裂纹，可以采用加工时逐步减小切削深度和提高切削速度的方法。
六、轮廓裂纹轮廓裂纹是由于模具钢在淬火后因变形应力而产生的裂纹。
为避免轮廓裂纹的产生，应在淬火后对模具进行适当的回火处理。
七、疲劳裂纹疲劳裂纹是由于模具钢在长时间循环负载下出现的裂纹。
为预防疲劳裂纹的发生，应注重模具的设计及生产质量，确保模具的强度和硬度等性能符合要求。
八、柔韧性裂纹柔韧性裂纹是由于模具钢在淬火后由于变形所引起的裂纹。
为预防柔韧性裂纹，可以采用自然回火工艺或选择合适的预加工技术来减小模具的变形。
九、氢致裂纹氢致裂纹是由于模具钢在制造过程中受到外界湿度等因素的影响，产生了氢致脆弱的裂纹。
Cr12钢模具线切割加工中的开裂和防止
Science &Technology Vision 科技视界作者简介:马燕(1969—),女,工程师,主要从事机加工数控及模具制造。
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。
图1三相表底切边模凹模线切割加工开裂示意图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。
模具钢淬火十种裂纹分析与措施
模具钢淬火十种裂纹分析与措施第一篇：模具钢淬火十种裂纹分析与措施模具钢淬火十种裂纹分析与措施模具钢热处理中，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种类型。
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S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、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8-15mm，中低合金钢危险尺寸25-40mm)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，采用真空加工热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分析淬火、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S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、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2-3之间，锻造之间双十字形变向锻造，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Ms-Mf之间缓冷，大幅度降低形成淬火马氏体时的组织应力。
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。
高碳钢冷作模具磨削裂纹分析及预防
高碳钢冷作模具磨削裂纹分析及预防为了获得精确的几何尺寸和较低的表面粗糙度，模具一般都需要在热处理后对其进行磨削加工，这已成为模具制造行业的共识。
但是高碳模具钢在磨削加工过程中，砂轮和模具接触时产生较大的磨削热，表面温度急剧上升，由于淬火后的模具表层组织为马氏体＋残余奥氏体，在磨削热的作用下，马氏体转变为回火托氏体，而残余奥氏体转变为马氏体时将导致模具表面体积膨胀而产生组织应力。
再加上磨削加工时砂轮的强烈摩擦，工件表层受平行于磨削轨迹的位应力作用，同时由于切削液的急冷使模具表面产生残余拉应力。
当上述种种应力超过材料的强度极限时，工件表面就会出现裂纹。
如果模具在最后磨削加工中产生裂纹，使模具报废，将会给生产造成较大损失。
因此，分析模具磨削裂纹产生原因，并找出减少模具磨削裂纹的措施，会给模具制造业带来极大的经济效益和社会效益。
根据有关资料以及本人多年的生产实践，认为模具磨削裂纹产生的影响因素主要有：模具的材质、热处理工艺、磨削加工工艺等。
下面分述如下。
1、模具材质的影响模具钢中网状碳化物、带状碳化物、块状碳化物等，特别是高碳钢（Cr12等）更为严重，磨削时最易导致磨削裂纹的出现。
裂纹产生的原因是由于模具材料中存在着严重的碳化物偏析，破坏了基体组织的连续性，所以在热处理后容易形成应力集中区，而且碳化物本身断裂强度和热导率皆低，在磨削力较大时最容易产生磨削裂纹。
预防措施如下：（1）严格材料入库前检验制度，将不合格材料拒这门外。
（2）对偏析严重的模具钢进行改锻，多次双十字形变向镦拔锻造，使锻造纤维组织围绕型腔或轴线呈波流形对称分布。
（3）锻后必须进行等温球化退火或锻后余热淬火＋高温回火。
（4）对无法进行锻造的高碳钢可进行固溶双细化处理。
总之，采取以上措施以后可使高碳钢中碳化物颗粒细小且分别均匀，从而避免因碳化物偏析导致模具磨削裂纹。
2、马氏体晶粒度的影响模具钢淬火温度过高会增加钢中马氏体针的长度，增大模具磨削时产生磨削裂纹的危险。
解析冷作模具裂纹形成原因
解析冷作模具裂纹形成原因冷作模具在使用过程中，由于受到多种因素的影响，往往会出现裂纹现象，这不仅会影响模具的使用寿命，还会直接影响到产品的质量。
解析冷作模具裂纹形成的原因是非常重要的，可以帮助我们更好地预防和解决这一问题。
一、材料选择不当冷作模具一般由冷作模具钢制成，通常要求具有高硬度、高强度、较高的耐磨性和韧性。
若材料选择不当，容易导致模具在使用过程中受到较大的冲击或挤压时发生裂纹。
正确选择合适的模具材料对于预防模具裂纹至关重要。
二、加工工艺不符合要求冷作模具的加工工艺需要严格控制，包括铣削、热处理、抛光等环节。
若加工工艺不符合要求，会导致模具内部存在应力集中或者表面粗糙等问题，从而造成模具裂纹。
必须严格按照工艺要求加工模具，确保模具表面光洁度和内部应力均匀。
三、模具设计缺陷模具设计是冷作模具制造的第一步，设计的合理与否直接关系到模具的使用寿命和质量。
若模具设计存在缺陷，例如壁厚不均匀、角部过于尖锐、结构不合理等，都会导致模具在使用过程中产生裂纹。
必须在模具设计阶段重视结构合理性，避免模具设计缺陷造成裂纹。
四、模具操作不当在模具的使用过程中，如果操作人员不专业，比如随意更改模具的使用方法、加工参数、操作方法等，会对模具产生不良影响，导致模具发生裂纹。
操作人员必须接受专业培训，掌握正确的操作方法和注意事项，确保模具正常使用，减少裂纹发生的可能性。
五、使用环境恶劣冷作模具在使用过程中，受到温度、湿度、粉尘、化学腐蚀等外界环境的影响，如果使用环境恶劣，就会加速模具的老化和磨损，导致裂纹的产生。
在使用冷作模具时，要注意保持使用环境的清洁和干燥，减少外界环境对模具的不良影响。
解决冷作模具裂纹问题的对策：在制作冷作模具时，必须根据具体的使用要求和工作环境选择合适的模具材料，确保具有良好的强度、韧性和耐磨性，减少裂纹的发生。
二、加工工艺严格控制严格按照工艺要求进行模具加工，包括铣削、热处理、抛光等环节，确保模具的表面光洁度和内部应力均匀分布，减少裂纹形成的可能性。
针对生产过程中各个环节分析高锰钢铸件裂纹产生的原因
针对生产过程中各个环节分析高锰钢铸件裂纹产生的原因高锰钢铸件是一种重要的材料，广泛应用于许多重要的行业。
然而，在生产和使用过程中，高锰钢铸件经常会出现裂纹问题，这会给工业生产和使用带来很大的危害和损失。
本文将分析高锰钢铸件裂纹产生的原因，并提出相应的解决方法，以期减少这一问题的出现率。
生产过程中的原因：一、铸造过程1.1 模具：模具的设计、制作和使用不合理，会导致铸件的局部冷却速度不同，进而引发裂纹。
同时，模具的尺寸精度和表面质量也会对铸件的质量产生影响。
因此，模具设计和制作过程需要严格控制。
1.2 熔炼：熔炼过程中温度、时间、成分等因素的控制不当，会导致铸件内部组织不均匀、气孔、夹杂物等缺陷增多，使得铸件易发生裂纹。
因此，在熔炼过程中需要注意炉温、熔炼时间和金属成分的控制。
1.3 浇注：浇注时铸造温度、浇口设计和浇注时间不合理，会导致铸件受到强烈的热应力，成功率减低，从而导致裂纹。
浇注时要注意铸型尺寸、铸型材料和温度的匹配，以降低热应力。
1.4 冷却：铸件冷却时冷却速率和方法不合理，会导致铸件内部温度梯度过大，产生拉应力和强度不均，致使裂纹。
正确选择冷却方法、冷却时间和冷却速率，控制温度梯度，能够有效减少铸件的热应力。
二、热处理过程高锰钢铸件在使用前通常需要进行热处理，如退火、正火、淬火等，以获得更好的性能、组织和硬度。
但热处理过程本身也可能成为产生裂纹的原因。
2.1 温度：热处理中温度过高或温度不均匀，会导致铸件内部产生应力不均，易发生裂纹。
2.2 时长：热处理时间过长或过短，也可能导致铸件内部应力过大而产生裂纹。
2.3 冷却速度和方法：热处理后的铸件需要进行冷却，若冷却过程不恰当，也会使铸件产生裂纹。
三、机械加工过程机械加工过程中裂纹通常是由过大的切削力引起的。
多余的应力作用于铸件的表面，产生一些小裂纹，其在后续加工过程中会扩大。
这是一种慢性损伤，会减少高锰钢铸件的使用寿命。
解决方法1. 完善的工艺控制：通过合理的模具、熔炼和浇注工艺及合适的冷却方式，可以减少高锰钢铸件的热应力和应力过大的问题，从而避免裂纹的产生。
浅谈热作模具钢锻造加工的缺陷及预防
浅谈热作模具钢锻造加工的缺陷及预防【摘要】热作模具在制造过程必须进行锻造处理，才能满足模具的使用要求。
所以模具一般都能承受机械负荷与热负荷，出现模具的失效的情况非常多，工作环境不好是一个重要的形式，失效的情况主要表现在早期断裂、疲劳断裂、热疲劳、形腔堆塌和磨损，这些失效的原因主要和制造磨具的材料有着密切的关系，原材料存在的缺陷有密切的关系。
本文主要介绍这些加工缺陷以及预防的措施。
【关键词】模具钢锻造；加工缺陷；原材料；预防热作模具在制造过程要进行锻造处理，才能满足需要，常见的模具有才能满足模具的使用要求。
常见的压铸模具模仁、型芯，主要的材质为SKD61、H13。
成型模、压型模和收口模具，主要材质为5CrMnMo，这些都是典型的热作模具。
都工作中都需要承受机械负荷与热负荷，出现失效的形式有早期断裂、疲劳断裂、热疲劳、形腔堆塌和磨损；这些失效与模具钢的原材料存在的缺陷有密切的关系。
对于模具毛坯的锻造的加工方式，需要锻造成适当的几何图形，消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线。
1.热作模具钢裂纹的缺陷产生原因模具钢在锻造进行制造的时候，需要承受一定的受拉应力、切应力和附加拉应力，在这样的作用力下就产生一定的裂纹，对于模具比较薄的地区是承受力最大的地区，也是很容易被破坏的地区，在坯料表面和内部的微裂纹、坯料内部本身存在组织缺陷、在进行热处理的时候、热处理不当使材料塑性下降、变形超过模具钢允许的塑性指标等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中均会产生裂纹缺陷。
这些现象的产生严重影响了模具钢的使用性能，这些现象的出现需要进行有效的预防。
2.模具裂纹产生的防治措施2.1提高锻造加工时静水压力裂纹的产生与模具钢的受力情况和模具钢的塑性有关，塑性是材料的一种特性，主要取决变形物体的结构和物体的外部条件，其中应力状态的变化可以增大静水压力，抵消由于不均匀变形引起的附加拉应力，减轻其中的作用，温度和应变速度变化也是一定的，在应用过程中，从而减轻了附加拉应力所造成的拉裂作用。
模具龟裂
压铸模具产生裂纹现象发布时间: 2011-7-12 14:19:21 发布人: 管理员产生龟裂的原因(1)模具在压铸生产过程中温度偏高(最好附加冷却系统).(2)模具在压铸生产过程中脱模剂喷洒不合理.(3)模具热处理不理想,主要是硬度(硬度应不小于HRC--47).(4)模具钢材质不好，推荐使用8407或精练H13早期龟裂一般情况下是因毛坯锻打起锻温度过高(俗称过烧)过烧是一种不可补救的缺陷，因此应严格控制毛坯制造过程中的起锻温度.淬火工艺上也如此,并应严格控制加热时间防止脱炭，材料选择好之后就是热处理了，在生产了一定的数量后注意去应力，还有就是设计合理，尽量避免应力集中，注意R角的大小控制。
在大约1万模次的时候,模具要注意回火去应力,内力集中加工残余应力未去除压铸过程热应力未得到很好去除总之龟裂就是应力集中的表现，可以采用多次回火去除应力从而可以增加模具寿命。
铝合金压铸模具在生产一段时间后龟裂的原因主要有以下几点:(1)模具温度偏高应力过大(2)模具模仁material使用8407,skd61(3)模具热处理硬度过高(4.定期保养，5k times1回火，15k times1回火30k times.预防压铸模龟裂问题，提高模具使用寿命，要做好以下几点：1.压铸模成型部位(动﹑定模仁﹑型芯)热处理要求硬度要保証在HRC43~48 (材料可选用SKD61或8407)2.模具在压铸生产前应进行充分预热作业,其作用如下：2.1使模具达到较好的热平衡，使铸件凝固速度均匀并有利于压力传递.2.2保持压铸合金填充时的流动性，具有良好的成型性和提高铸件表面质量.2.3减少前期生产不良，提高压铸生产率.2.4降低模具热交变应力，提高模具使用寿命.3.新模具在生产一段时间后，热应力的积累是直接导致模仁产生龟裂的原因，为减少热应力，投产一定时间后的模仁及滑块应进行消除热应力的回火处理.具体需要消除热应力的生产模次如下：铝合金压铸模承受巨大交变工作应力，必须从模材，设计，加工，热处理及操作各方面加以注意才能得到长的模具寿命，以下是为使模具能达长寿命的22点要诀：1、高品质模材2、合理设计模壁厚及其它模具尺寸3、尽量采用镶件4、在可能条件下选用尽量大的转角R5、冷却水道与型面及转角的间距必须足够大6、粗加工后应去应力回火7、正确有热处理，淬火冷却须足够快8、彻底打磨去除EDM变质层9、型面不可高度抛光10、模具型面应经氧化处理11、如选氮化，渗层不能太深12、以正确的方法预热模具至推荐的温度13、开始压铸5～10件应使用慢的锤头速度14、在得到合格产品的前提下尽量降低铝液温度15、不使用过高的铝液注射速度16、确保模具得到适当冷却，冷却水的温度应保持在40~50℃17、临时停机，应尽量合模并减小冷却水量，避免再开机时模具承受热冲击18、当模型面在最高温度时应关冷却液19、不过多的喷脱模剂20、在一定数量后的压铸后去应力回火1、最主要的原因就是温度过高，建议使用温度计在压铸过程中随时控制温度(铝合金压铸建议温度<650)2、注意模具的预热，防止热疲劳。
工模具零件热处理开裂分析与对策
工模具零件热处理开裂分析与对策热处理是金属制造加工过程中的重要环节之一，对于提高金属材料的机械性能和使用寿命具有重要作用。
然而，在热处理过程中，工模具零件往往会出现开裂的现象，严重影响产品质量和使用寿命。
因此，对工模具零件热处理开裂进行分析并提出对策是非常必要的。
首先，从材料因素的角度看，材料的化学成分和组织结构是导致开裂的关键因素。
例如，钢材中的含碳量过高，会导致材料的脆性增加，容易发生开裂。
另外，材料内部的非金属夹杂物和缺陷也会成为开裂的隐患。
其次，从工艺因素的角度看，热处理过程中的冷却速度、温度控制、保温时间等因素也会对零件开裂产生重要影响。
不合理的冷却速度或温度控制会导致零件内部应力过大，从而引发开裂。
保温时间过长或过短也会导致零件热变形和开裂。
针对以上问题，可以采取以下对策来解决工模具零件热处理开裂的问题。
首先，对材料的选择要慎重。
选择低含碳量且具有良好可焊性的钢材，可以降低材料脆性，减少开裂风险。
此外，还应对材料进行严格的质量把控，避免有过多的夹杂物和缺陷。
其次，优化工艺参数。
根据工模具零件的具体要求，控制好热处理的温度、冷却速度和保温时间等参数，以确保零件内部的应力得到恰当释放，避免过大的残余应力引发开裂。
再次，改进热处理工艺。
可以尝试采用一些特殊的热处理工艺，如缓慢升温、预冷却等方法，以减少热应力的产生，并保证材料的均匀加热和冷却，从而降低开裂的风险。
此外，对于一些特殊的工模具零件，可以考虑进行局部加热处理。
通过对零件的局部加热，可以减少整体的热应力，提高零件的抗开裂能力。
需要注意的是，以上对策仅仅是一些建议，具体的措施应根据具体情况来进行确定。
对于工模具零件热处理开裂问题，必须结合实际情况进行分析，并进行试验验证，以得出最佳的解决方案。
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。
模具钢淬火十种裂纹分析解析跟措施(1)
模具钢淬火十种裂纹分析与措施模具钢热处理中，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种类型。
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S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、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8-15mm，中低合金钢危险尺寸25-40mm)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，采用真空加工热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分析淬火、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S、P、Sb、Bi 、Pb、Sn、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2-3之间，锻造之间双十字形变向锻造，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Ms-Mf之间缓冷，大幅度降低形成淬火马氏体时的组织应力。
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北京科技大学冶金与生态工程学院文献综述模具钢生产过程中裂纹产生的原因与对策姓名杨岩学号41011017班级冶金E1012013年4月目录摘要 (3)一、模具钢概述 (3)二、模具钢常见裂纹 (3)三、裂纹产生原因分析 (6)四、模具钢裂纹研究方法与思路 (9)参考文献 (12)摘要模具钢是用来制造冷冲模、热锻模压铸模等模具的钢种，而模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。
本文对近年来国内企业以及学者对模具钢热处理过程中产生裂纹的研究成果进行梳理，以期更准确的描述国内模具钢生产现状，并为下一步发展提出相应对策。
一、模具钢概述模具钢大致可分为（冷作模具钢）、（热作模具钢）和（塑料模具钢）3类，用于锻造、冲压、切型、压铸等。
由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢，按其所制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。
由于这类用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢的性能要求也不同。
模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本、而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具材料和热处理的影响。
在模具钢热处理中，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，造成巨大经济损失。
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。
二、模具钢常见裂纹在目前的模具钢生产过程中，出现的裂纹种类如下所述：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S、P、***、Bi、Pb、Sn、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8-15mm，中低合金钢危险尺寸为25-40mm)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。
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S、P.***，Bi，Pb，Sn，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。
3、弧状裂纹常发生在模具棱角角、缺口、孔穴、凹模接线飞边等形状突变处。
这是因为，淬火时棱角处产生的应力是平滑表面平均应力的10倍。
另外， (1)钢中含碳(C)量和合金元素含量愈高，钢Ms点愈低，Ms点降低2℃，则淬裂倾向增加1.2倍，Ms点降低8℃，淬裂倾向则增加8倍; (2)钢中不同组织转变和相同组织转变不同时性，由于不同组织比容差，造成巨大组织应力，导致组织交界处形成弧状裂纹; (3)淬火后未及时回火，或回火不充分，钢中残余奥氏体未充分转变，保留在使用状态中，促进应力重新分布，或模具服役时残余奥氏体发生马氏体相变产生新的内应力，当综合应力大于该钢强度极限时便形成弧状裂纹; (4)具有第二类回火脆性钢，淬火后高温回火缓冷，导致钢中P，s等有害杂质化合物沿晶界析出，大大降低晶界结合力和强韧性，增加脆性，服役时在外力作用下形成弧状裂纹。
4、剥离裂纹模具服役时在应力作用下，淬火硬化层一块块从钢基体中剥离。
因模具表层组织和心部组织比容不同，淬火时表层形成轴向、切向淬火应力，径向产生拉应力，并向内部突变，在应力急剧变化范围较窄处产生剥离裂纹，常发生于经表层化学热处理模具冷却过程中，因表层化学改性与钢基体相变不同时性引起内外层淬火马氏体膨胀不同时进行，产生大的相变应力，导致化学处理渗层从基体组织中剥离。
如火焰表面淬硬层、高频表面淬硬层、渗碳层、碳氮共渗层、渗氮层、渗硼层、渗金属层等。
化学渗层淬火后不宜快速回火，尤其是300~C以下低温回火快速加热，会促使表层形成拉应力，而钢基体心部及过渡层形成压缩应力，当拉应力大于压缩应力时，导致化学渗层被拉裂剥离。
5、网状裂纹裂纹深度较浅，一般深约0.01-1.5mm，呈辐射状，别名龟裂。
原因主要有： (1)原材料有较深脱碳层，冷切削加工未去除，或成品模具在氧化气氛炉中加热造成氧化脱碳; (2)模具脱碳表层金属组织与钢基体马氏体含碳量不同，比容不同，钢脱碳表层淬火时产生大的拉应力，因此，表层金属往往沿晶界被拉裂成网状; (3)原材料是粗晶粒钢，原始组织粗大，存在大块状铁素体，常规淬火无法消除，保留在淬火组织中，或控温不准，仪表失灵，发生组织过热，甚至过烧，晶粒粗化，失去晶界结合力，模具淬火冷却时钢的碳化物沿奥氏体晶界析出，晶界强度大大降低，韧性差，脆性大，在拉应力作用下沿晶界呈网状裂开。
6、冷处理裂纹模具钢多为中，高碳合金钢，淬火后还有部分过冷奥氏体未转变成马氏体，保留在使用状态中成为残余奥氏体，影响使用性能。
若置于零度以下继续冷却，能促使残余奥氏体发生马氏体转变，因此，冷处理的实质是淬火继续。
室温下淬火应力和零度下淬火应力叠加，当叠回应力超过该材料强度极限时便形成冷处理裂纹。
7、磨削裂纹常发生在模具成品淬火、回火后磨削冷加工过程中，多数形成的微细裂纹与磨削方向垂直，深约0.05—1.0mm。
(1)原材料预处理不当，未能充分消除原材料块状、网状、带状碳化物和发生严重脱碳; (2)最终淬火加热温度过高，发生过热，晶粒粗大，生成较多残余奥氏体; (3)在磨削时发生应力诱发相变，使残余奥氏体转变为马氏体，组织应力大，加上因回火不充分，留有较多残余拉应力，与磨削组织应力叠加，或因磨削速度、进刀量大及冷却不当，导致金属表层磨削热急剧升温至淬火加热温度，随之磨削液冷却，造成磨削表层二次淬火，多种应力综合，超过该材料强度极限，便引起表层金属磨削裂纹。
8、线切割裂纹该裂纹出现在经过淬火、回火的模块在线切割加工过程中，此过程改变了金属表层、中间层和心部应力场分布状态，淬火残余内应力失去平衡变形，某一区域出现大的拉应力，此拉应力大干该模具材料强度极限时导致炸裂，裂纹是弧尾状刚劲变质层裂纹。
实验表明，线切割过程是局部高温放电和迅速冷却过程，使金属表层形成树枝状铸态组织凝固层，产生600-900MPa拉应力和厚约0.03mm 的高应力二次淬火白亮层。
裂纹产生原因： (1)原材料存在严重的碳化物偏析; (2)仪表失灵，淬火加热温度过高，晶粒粗大，降低材料强韧性，增加脆性; (3)淬火工件未及时回火和回火不充分，存在过大的残余内应力和线切割过程中形成的新内应力叠加导致线切割裂纹。
9、疲劳断裂模具服役时在交变应力反复作用下形成的显微疲劳裂纹缓慢扩展，导致突然疲劳断裂。
(1)原材料存在发纹、自点、孔隙、疏松、非金属夹杂、碳化物严重偏析、带状组织、块状游离铁素体冶金组织缺陷，破坏了基体组织连续性，形成不均匀应力集中。
钢锭中112未排除，导致轧制时形成白点。
钢中存在***、Bi、 Pb、Sn、As和S、P等有害杂质，钢中的P易引起冷脆，而s易引起热脆，S，P有害杂质超标均易形成疲劳源; (2)化学渗层过厚、浓度过大、渗层过度、硬化层过浅、过渡区硬度低等都可导致材料疲劳强度急剧降低; (3)当模面加工粗糙、精度低、光洁度差，以及刀纹，刻字、划痕、碰伤、腐蚀麻面等也易引起应力集中导致疲劳断裂。
10、应力腐蚀裂纹该裂纹常发生在使用过程中。
金属模具因化学反应或电化学反应过程，引起从表至内组织结构损坏腐蚀作用而产生开裂，这就是应力腐蚀裂纹。
模具钢因热处理后组织不同，抗蚀性能也不同。
最耐蚀组织为奥氏体(A)，最易腐蚀组织为屈氏体(T)，依次为铁素体(F)一马氏体(M)一珠光体(P)一索氏体(S)。
因此，模具钢热处理不宜得到T组织。
淬火钢虽经回火，但因回火不充分，淬火内应力或多或少依然存在，模具服役时在外力作用下也会产生新的应力，凡有应力存在于金属模具中就会有应力腐蚀裂纹发生。
三、裂纹产生原因分析裂纹是个总称, 实际上钢的裂纹是各种各样的。
但是, 无论何种裂纹, 它的产生总有一定的原因。
正是由于该种原因, 才使这种裂纹具有区别于其他裂纹的特征。
也就是说, 钢的裂纹特征与产生裂纹的原因之间有一种必然的对应关系。
抓住钢的裂纹特征, 再根据该特征与裂纹产生的原因之间必然的对应关系, 就可以大致找到导致裂纹产生的原因。
下面以两种磨具钢生产实际情况为例进行分析：1.D2 钢作为一种高性能冷作模具钢, 在国际上得到了广泛的应用。
长城特殊钢公司炼钢厂四车间作为此类模具钢生产的重要基地, 质量对其是非常重要的。
2002 年, 四生产区炼钢分厂生产D2 钢4219.44t, 其中返回废品356. 12t , 合格率仅为91. 56%, 相对于钢锭总量初检合格率的98. 58%, D2 钢的质量实在不容乐观。
在返回废品中又以裂纹废品为主,占D2 钢废品总量的94. 31%。
如何防止和减少裂纹产生, 已经是刻不容缓的事实。
该厂D2 钢的质量问题集中反映在钢锭轧制后, 钢坯表面质量较差且易出现钢锭开坯角裂。
裂纹形成是由于冷却速度和温度的差异, 使凝固层的线收缩速度各不相同, 这样凝固层中产生了热应力,而由于钢液内部的气体、夹杂物等存在, 降低了钢的高温性能, 因而在凝固层中的缺陷处固相状的钢壳承受不住热应力作用而产生裂纹。
表面裂纹产生原因主要是由于钢锭皮下气泡, 超深的表面气孔以及非金属夹杂是在加热和轧制过程中暴露于表面并延伸而形成的。
减少钢中气体和夹杂物含量, 消除皮下气泡、表面气孔及非金属夹杂即可消除表面裂纹产生的根源。
在D2钢冶炼过程中可能产生裂纹以及应注意的事项总结如下:●备料准确, 优化配料结构;●确保氧化温度大于1 580 , 保证氧化期的脱碳量和脱碳速度;●辅助材料和铁合金全部必须烘烤干燥才能加入炉中, 特别指出: 我炼钢分厂石灰质量差, 更应该进一步加强管理;●确保在极限真空下抽空时间大于15min; 破空温度控制在1 530 左右,VD 炉精炼中确保静吹氩时间和吊包温度;●确保铸锭用原料的干燥及清洁。
2.Cr12模具钢属于高碳高铬莱氏体钢，主要品种包括Cr12、Cr12MoV、和Cr12Mo1V1，产品具有高淬透性、高耐磨性与热处理变形小的特点。
广泛用于高耐磨的冷冲模、冲头等。
根据太钢在生产实际过程中的检验结果，Cr12模具钢的裂纹主要如下：●裂纹为放射状形状，在裂纹的中心部位常常伴有肉眼可见的夹杂物，探伤发现缺陷大部分集中在钢锭的头部（如图1）；●"人字形或十字形裂纹（如图2），裂纹方向垂直与锻造方向，通常呈连续性，多集中在钢材的中心部位；●裂纹形状无明显的特征，做金相检验时发现裂纹沿晶界分布在网状的二次渗碳体中。