Cr12MoV钢模具失效分析及新工艺
Cr12MoV钢制模具的强韧化处理
摘要：Cr12MoV钢制模具经高温调质、等温淬火等主要工序后，得到下贝氏体、回火马氏体和少量残余奥氏体的复合组织，可获得良好强度和韧性的匹配，其强韧性明显高于常规的热处理方法。
应用于我公司使用的两种模具，其耐用度明显提高。
前言:Cr12MoV钢经热处理后具有高的硬度、强度、耐磨性和良好的淬透性能而被广泛应用于冷作模具。
我们自制的滚丝模具(见图1)和异形冲子(见图2)两种模具使用材料均为Cr12MoV钢。
用常规热处理方法处理后，滚丝模具在使用过程中齿部崩齿而报废，每副模具平均加工零件约1560件。
异形冲子在加工零件500件时，尖角部位出现脆性掉块现象，虽经几次修磨后平均加工零件仅为3000件左右。
这无疑严重影响了每月几十万件零件的生产数量和进度。
因此，解决和提高两种模具耐用度是摆在我们面前的一项研究课题。
1 模具的服役条件和失效分析1.1服役条件滚丝模具是在滚丝机床上加工冷态35钢零件的外螺纹，零件螺纹精度达6级，加工零件外螺纹时由于挤压变形量较大，要求该模具具有较高的抗变形能力、耐磨性和韧性。
异形冲子是在100T冲床上挤压退火态的硬铝零件成型，零件塑性变形量较大，并且零件成型后不再进行后序的机械加工，要求模具工作部位尺寸一致性好，应具有较高的耐压强度、耐磨性和韧性。
1.2失效形式及分析我们对已报废的两种模具逐一进行硬度检测，均为60～62HRC，符合图纸要求，抽样切块经金相检查组织为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物，碳化物偏析级别为3.5～4.5级不等。
两种模具除少量滚丝模具由于产生磨削裂纹时在使用时又沿原裂纹扩展而报废外，其余模具失效形式的共同特点均为脆性崩齿或掉块，未发现因强度和硬度不足产生的工作部位挤压变形或磨损。
将两种模具硬度降至58～60HRC时，脆性崩齿或掉块现象没有改善，由此可看出：模具工作部位脆性大、韧性不足是造成模具耐用度低的主要原因，保证模具良好强度和韧性的匹配是提高模具耐用度的主要措施。
Cr12MoV钢制模板断裂失效分新
图 ３ 模 板 纵 向和 横 向 观 察磨 面试 样 金 相 组
每次 ３ 时 ” 的热 处 理 艺 ，存 ５０Ｃ 补 充 ｒ 火试验 。 小 １。做 ｏ １
［二］ 丑二
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经验
（）未 补 充 回火 金 相 组 织 ａ
（ ） 经 一 次补 充 回火 金 相 组 织 ｂ
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交流
为 充 分 。图 ３显 爪 ，材 料 的 金 相 组 织 为 隐针 马 氏 体 ＋ 较 大
量 的残余 奥 氏体 ＋ 带 状 （ 向 ）或 连 续 和 连 续 的扁 网 呈 纵
状 偏 析 的条 块 状 共 晶碳 化 物 以及 沿 晶 析 出 的 ｔ 状 二 次 碳 粒 化物 。 同时 从组 织 中 也观 察 到 ，模 板仔 在 网火不 足 现 象 。 如 前 所 述 ，模 板 的边 角 带 残 留 黑 皮 的 磨 削 而 卜 枉 许 仔 多 微 裂 纹 ，故在 模 板 断 ｆ 附近 制 取 试 样 ，检 查 微 裂 纹 及 其 ＿ １ 周 围金 十 组 织 。 发 现 模 板 表 面 叮 见 的 裂 纹 均 源 自模 饭 表 Ｈ 面 ，其 走 向 与模 板表 面垂 直 ； 裂 纹 刚 直 ，裂 纹 尖 端 沿 品 界 向模板 中 心 扩展 ，具 有沿 品脆 性 断 裂 的 特 ； 裂纹 周 『 的 韦 １
图 ２ 模 板 断 ｆ宏 观 形 貌 Ｊ
组 织 与 图 ３所 示 类 同 。 由 于 模 板 表 面 尚有 残 留黑 皮 ，很 难 看 出模 板 表 面层 足
翘 曲 变形 ，四个 边 角部 位 均有 不 同 面 积 未 磨 及 的 残 留 黑 皮
的磨 削 面早 凸状 ，模 板 的 两 个 磨 削 面 尚未 达 到 完 全 磨 平 的
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钢冲模模板线切割开裂失效分析及工艺改进
ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｍａ ｃｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ（ ＷＥ Ｄ Ｍ） ｗａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｌ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｌ ａ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｈ ａ ｒ ｄ － ｎ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ，ｓ ｃ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ（ Ｓ Ｅ Ｍ） ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ，ｅ ｔ ｃ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ
的 问题 。
关键词 ： Ｃ ｒ ｌ ２ Ｍ ｏ Ｖ钢； 冲模； 线切割； 开裂； 碳化物 中图分类号： Ｔ Ｇ ３ ８ ５ － ２ ； Ｔ Ｇ １ ６ ２ ． ４ ３ 文献标ห้องสมุดไป่ตู้码 ： Ｂ
文章编号： １ ０ ０ １ — ２ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ６ ４ — ０ ４
Ｃｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｄ ｉ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃｒ ｌ ２ Ｍｏ Ｖ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ
ｐ ｕ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｅ ｉ ｎ Ｗ ＥＤＭ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
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Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈｅ ｃ ａ ｓｅ ｕ ｏ ｆ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎｇ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｏｆ Ｃｒ ｌ ２ Ｍｏ Ｖ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐ ｕ ｎｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｅ ｉ ｎ ｗｉ ｒ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ａ ｄ ｉ ｓ －
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模具的热处理工艺
内应力可以充分释放。
（４）在线切割后立即进行补充回火，一方面消
除线切割过程中形成的附加应力。同时也改善线切
割表层的白亮组织。补充回火温度可低于模具回火
温度２０～４０℃，回火时间一般为３～５ ｈ。这对防止
线切割模具在存放或使用中开裂、保持模具此后使 用中尺寸的稳定性和使用寿命都极有好处。田
工工艺，１９９ｌ，（６）：２０一２３． ［５】徐重，王从曾，苏永安埽切工具离子渗金属技术【Ｐ】．中国专利：
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3.期刊论文 侯彩云.宗铎.王志忠.孙鹏.HOU Caiyun.ZONG Duo.WANG Zhizhong.SUN Peng Cr12MoV模具断裂原因分
析 -热加工工艺2010,39(20)
采用化学成分分析、硬度测定、金相检验及综合分析等方法对Cr12MoV模具的断裂原因进行分析.结果表明:材料中共晶碳化物呈网状分布,同时存在 锋利、尖角块状碳化物,二者共同作用导致模具断裂.
１热处理工艺
模具材料为Ｃｒｌ２ＭｏＶ，其加工工序路线为： 锻造毛坯一８６０℃×３．５ ｈ＋７３０℃×４ ｈ炉冷至５００℃ 以下出炉空冷一铣各面一磨基准面一数控铣床预 加工型腔一钳工加工各固定孔、线切割工艺孑Ｌ一 热处理（工艺曲线见图１）（６０～６２ ｍ己Ｃ）一磨削一
收稿日期：２００６．１１．１３ 作者简介：李卫民（１９７４－），男，江苏泰州人，讲师；
探讨Cr12MoV钢的热处理工艺改进
探讨Cr12MoV钢的热处理工艺改进引言某厂在制作冲头的过程中使用Cr12MoV钢，但经过热处理后冲头的使用期限就会呈现出很大的差异，或使用10h左右出现折断，或冲头左边角出现崩裂，最后只有约三分之一的冲头能使用50-70h。
这样一来，不仅浪费经济资源，也影响冲头的使用效果。
由此可见，对Cr12MoV钢在热处理工艺中进行实验分析，有效改善冲头的使用寿命十分重要且迫切。
1、原材料分析1.1 Cr12MoV钢化学成分检测由于Cr12MoV钢在该厂的使用较多，厂库房存放的Cr12MoV钢为确保实验效果，均对Cr12MoV钢的化学成分进行了检测，得出如下结果：通过检测发现，Cr12MoV钢含有的化学成分主要有C、Cr、P、S、Mo、Mn、Si和V。
其中C的测量值为1.60%，Cr的测量值为12.0%，而这两种化学成分含量的合格值分别为 1.5-1.7%和11.5-12.5%，其它化学成分的含量分别为P-0.016%、S-0.014%、Mo-0.53%、Mn-0.32%、Si-0.30%、V-0.21%，而这些化学成分含量对应的合格值分别为P-<0.03%、S-<0.03%、Mo-0.4～0.6%、Mn-<0.35%、Si-<0.4%、V-0.15～0.3%。
对比发现，Cr12MoV钢中化学成分的含量值均在合格范围之内。
换言之，该厂家采购的Cr12MoV钢属于合格的原材料。
1.2 Cr12MoV钢铸造质量检验Cr12MoV钢属于莱氏体钢，碳化物含量高且块度粗大，硬度高且脆性大，加之共晶碳化物枝晶十分发达，因此，要降低甚至消除Cr12MoV钢因为共晶碳化物的不均匀分布而对模具的变形、开裂及性能等造成的影响，就必须要对材料进行反复锻打处理，以改变碳化物的形态。
换言之，要保障模具的使用效果与寿命，首先必须要确保Cr12MoV钢的锻造质量。
为确保铸造质量检验的可靠性，在库存随机抽取了20件Cr12MoV钢，严格依照GB/T1299-1985《合金工具钢技术条件》以及GB/T14979-94《钢的共晶碳化物不均均度评定法》的有关规定和标准进行锻造质量检验。
Cr12MoV冷模具钢热处理工艺的探讨
煤 炭技术 ｇ鳖！！ｇ￡ｂ２２｝２９
ｖｄ．２。．Ｎ西
尘：：罂：
综采下分层工作面顶板控制探讨
李苏龙， 张青合， 张红军
（晋城煤业集团风凰山矿．山西晋城０４８０∞）
摘 要：通过对凤凰山矿综采下分层工作面在回采过程中冒硬原因的分析研究，探讨了下分层工作面的顶板控制
措施。
关键词：综采；下分层；冒顶；控制
（１）顶板：下分层直接顶由金属网和灰黑色泥
下分层工作面的主要事故为顶板事故，尤以机道上 岩锈结而成，联网质量和水文情况影响假顶状况，不
的端面冒顶最为突出。因冒顶造成的死架、倒架事故 锈结或锈蚀严重均会导致端面的随采随落。
也屡见不鲜．因此在假顶下回采，顶板管理是影响生
（２）初次来压和周期来压：下分层初次来压步
Ｃｒｌ２Ｍ“ａｒｅ ａｐｐｒｏａｃｈｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｒｌ２ＭｏＶ ｓｔｅｅｌ；ｄｉｅ；ｈｅａｔｔｒｅａｔＨｌｅｎ‘ｐ７０ｃｅｓｓ
收稿日期：２００ｌ一０３一１５；修订日期：２００ｌ一０６—０Ｉ
作者简万介：方李数苏龙据（１９６４一）．男，工程师，现在晋城煤业集团凤匣山矿从事技术工作
ｖｔｄ．２０．Ｎ０６
■：：：翌：
ｃｒｌ２ＭｏＶ冷模具钢热处理工艺的探讨
郭晓红
（阳煤集团机电总厂，山西阳泉０４５００８）
摘 要：分析了模具质量的特点，探讨了ｃｒｌ２Ｍ“钢的热处理工艺特性。 关键词：ｃｒｌ２Ｍ“钢；模具：热处理工艺
中图分类号：ＴＢｌ６２．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００８—８７２５ Ｃ２００１）０６—０嘶５—０１
（ＦＩ倒ａｎ Ｐｒｏｖ．ｃｏａｌ Ｍｎｅ Ｍａｃｌｉｍｒｙ Ｐ１ａｎＩ．Ｆｕｊｊａｎ ｋＩ埘ａＴｌ ３６４０００．ｃｈｉｎａ）
cr12mov滚丝模模具热处理工艺研究
模具要不断受到极大的压力、摩擦力和冲击力，因而对韧性、耐磨性、抗疲劳性能都有很高要求。本文对 Ｃｒ１２ＭｏＶ 钢滚
丝模发生失效的原因进行分析，并针对上述原因进行了不同淬火工艺 Ｃｒ１２ＭｏＶ 钢组织和性能影响的实验研究。
关键词 ：Ｃｒ１２ＭｏＶ 钢 ；滚丝模 ；热处理工艺
中图分类号 ：ＴＧ１６２．４
通常情况下在加工控制普通材料前我们第一步工作就是从根本上确定加工的参数要结合实际的材料情况对加工难加工材料工况参数予以调整以及更新因此预期设置的加工参数已经无法从根本上满足情况变化需求为了实现加工效果的稳定优质需要在设置cnc控制器的情况下提供一系列实时的优化的合理的加工参数
L 前沿技术 eading-edge technology
2 热处理 （1）球化退火。为了获取细小、均匀的球状碳化物分布，
在经过预处理最为理想的方式就是球化退火。如果使用完全 退火，会使 Cr12MoV 钢形成网状碳合物，使其脆性增大而 无法使用。经过球化退火，其晶体组织为粒状碳化物 + 索氏 体型珠光体，硬度得到较理想的状态，为 207~255HB。
图 3 Cr12MoV 钢球化退火工艺
作为模具用材料，首先我们要从成本进行考虑，作为模 具钢，需要有很好的淬透性、耐磨性，还有具备一定的微变 形。在使用过程中，在工作时会产生热量，因此还得考虑材 料的热稳定性，考虑到模具受力，必须考虑高抗弯强度。根 据多项要求，本文选择了次于高速钢的 Cr12MoV 钢，它的 选择是作为冲模和冷镦模材质的经济之选。在大部分模具产 生失效问题后在分析原因时发现，有很大的因素是在制造时 模具热处理原因导致的，据数据显示高达 48%，而在失效的 模具种中，集中表现出 Cr12MnV、CrWMn 钢居多，占到 模具钢的 45% 以上。综上诉述，探讨模具钢 Cr12MoV 钢在 热处理方面的工艺及其重要。
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。
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Cr12模具钢加工失效分析
Cr12模具钢加工失效分析摘要在Cr12钢制作模具的过程中,坯料出现裂纹,通过对材料加工工艺、化学成分、力学性能和金相组织的检验,结果表明,材料中共晶碳化物分布的不均匀及其残余应力是导致材料在进行切割加工时出现裂纹,最终导致材料失效的主要原因。
关键词Cr12钢;共晶碳化物;金相组织;失效分析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,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、钻套、量规、拉丝模等模具。
在模具制作过程中出现裂纹,模具的坯料为准80mm的Cr12钢,裂纹出现在材料热处理后的切割加工阶段,裂纹深约15mm。
通过化学成分、力学性能和金相组织等项目的检验,对材料的失效原因进行了分析。
1化学成分和力学性能分析1.1化学成分分析对失效部件的材质分别采用高频感应红外吸收法和电感耦合等离子体原子发射光谱法进行元素分析,结果表明材料的化学成分符合Cr12钢的成分要求。
1.2裂纹宏观检验经观察,坯料的裂纹产生于表面处,向芯部扩展,深度约15mm,裂纹较直,见图1。
对断口形貌进行观察,发现断口具有灰亮色的金属光泽,且没有宏观塑性变形,为典型的脆性断裂。
1.3力学性能测试对于Cr12钢,一般采用锻后热处理,即锻后退火+淬、回火的工艺,以获得预期的硬度和组织。
通常采用的工艺为860℃×4h空冷,获得粒状珠光体+碳化物组织。
本样品为了获得模具的高硬特性(63HRC),采用950-980℃的油淬+150℃回火。
本文按照GB/T4340.1-2004标准对材料不同部位进行了硬度试验。
结果表明,模具坯料表面(62.34HRC)和心部硬度(62.6HRC)基本符合预期工艺要求。
1.4金相分析样品切面取自裂纹处,经镶嵌磨抛后,制成标准金相试样,根据GB/T13298-1991,采用三氯化铁(5g)+盐酸(15mL)+乙醇(100mL)混合溶液浸蚀后进行显微结构观察,发现材料的组织为回火马氏体+残余奥氏体+共晶碳化物,其中共晶碳化物呈骨骼状和块状,最大尺寸为0.040mm,其形态和分布极不均匀,按照GB/T14979-1994方法测得碳化物不均匀度为7级,见图2。
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。
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。
冲压修边模(Cr12MOV镶块结构)加工制造过程问题分析收集资料
冲压修边模（Cr12MOV镶块结构）加工制造过程问题分析现修边模制造加工工艺的调整其目的是为了提高模具的整体制造质量，达到镶块部件的可互换性，做到钳工只装不配少修。
但从车间反馈信息来看，还有些许问题要相关部门加强沟通并加以改善。
1：加工质量的控制和提高还是当前的主要问题。
NC加工的安装背靠面、销钉孔及镶块热处理后硬料刃口加工，还有定位销孔线切割加工从车间反馈的情况看都不是很好，大多数背靠面还是在钳工配修，镶块热处理后硬料刃口加工尺寸不到位返工情况较多，有部份甚至车间钳工违反工艺纪律在压机上刻修刀口。
从部份修边模车间钳工装配来看：以定位销销配好后，有的背靠面有间隙，有的镶块镶接处有间隙。
定位销孔线切割加工粗糙，孔径大小不一，还有的只有一个定位销能装上。
这说明无论是NC加工还是线切割加工，加工质量控制上都有很大问题，质量控制措施不力。
所以要求加工部要把控制加工质量作为长期的一项重要工作来抓，要了解车间的质量反馈并进行分析总结，以便能在实际工作中更好的落实措施加以改善。
要贯彻严格执行工艺纪律的重要性，以服务好车间生产为原则，把好质量关。
对于现在加工误差较多的加工面一定要要求加工单位在线检测，尺寸合格后才可以下机。
如：镶块的背靠面、刃口面、导板面、定位销孔等等。
车间也要不断加强质量信息反馈，对加工尺寸不到位的要坚决要求返工，严禁钳工擅自修配。
还要加强技术沟通，从源头上保障加工质量的稳定和提高。
2：现在的加工制造工艺流程和原来的比：从确认好修边线到可以试模一般要多花一周左右的时间。
有部分修边线展开较复杂的零件，修改确认时间较长的模具，制造进度上和客户要求的周期是一个很大的矛盾。
在制造周期很短的情况下为了确保客户要求的进度，车间里试着对加工工艺稍作调整：镶块粗加工时刃口部分不加工，只加工型面和反面让空面。
刃口部分热处理完后在线切割加工销钉孔及镶接面时一起加工，也就可以在修边线确认前完成三分之二流程的工作。
但实际情况来看普通线切割加工刃口，刃口面质量很差，镶块与镶块镶接后错位的差值已经超出质量要求了，需说刃口加工到位，但还是得靠钳工去磨顺修配了。
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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。
据GB/T10561-2005评定非金属夹物级别:经适当处理后, 观察脆断的断口特征,发现其断口呈银灰色, 宏观组织细密、均匀,未见气孔、夹渣非金属夹杂物和晶粒特别粗大等现象.所以级别为：球状氧化物D1级，因Cr12MoV钢经过电渣重熔处理,所以非金属夹杂物含量很少,见图1。
由此判断, 材料的冶金质量无明显不足.据GB/T14974-1994评定钢的共晶碳化物不均匀度级别为5级，见图2。
(YB)7-59规定,共晶碳化物分为1～8 级。
≤5为合格。
从标准中可知：＜5级，共晶碳化物均不呈网状分布，＞6级，共晶碳化物开始明显有网状分布。
模具中共晶碳化物不均匀度级别参照冶标(YB)7-59评为6级。
共晶碳化物不均匀度为1级时，模具使用寿命为2万冲次，共晶碳化物不均匀度为1.5～2级时模具使用寿命为1.1万冲次，共晶碳化物不均匀度为3级时，模具使用寿命只有0.1万冲次，共晶碳化物不均匀度级别降2级，模具使用寿命下降大约90%，在共晶碳化物不均匀度级别高的钢材中，横向抗弯强度要比纵向低30%～40%，塑性要低30%～50% 。
共晶碳化物的不均匀性与零件抗弯强度的关系见表2。
共晶碳化物级别 3 4 5抗弯强度/MP 2200 1800 1500表2 共晶碳化物级别与抗弯强度的关系2.2模具的锻造及热处理工艺分析2.2.1 模具的锻造工艺分析通过现场调查和查看模具生产的技术资料知, 锻造工艺为: 始锻温度1000~1100℃ , 终锻温度800~ 850℃ ; 锻造方法为一般轴向镦粗、拔长法.该模具的加工路线在工序安排上是合理的.Crl2MoV属于高碳高铬钢,其特点是升温速度慢,锻造温度范围窄,一般始锻温度为 1050~1100℃, 终锻温度为 840~880℃。
由此可见, 该模具的锻造温度基本上符合Cr12MoV 钢的锻造温度要求。
在模具断裂部位截取金相试块，用常规试验方法制成标准金相试样，用4%硝酸酒精溶液浸蚀，在光学金相显微镜上观察照相。
模具经980℃淬火、510℃回火后，在裂纹附近仍存在明显的带状碳化物分布区, 而且在带状组织中还存在有粗大的碳化物分布。
如图3、图4所示.图3 裂纹区的带状碳化物图4 带状碳化物中的粗大碳化物在进行金相显微组织的对比分析中, 还发现在模具的其他部分也存在有粗大的碳化物, 并且具有明显的带状特征, 如图5、图6所示.图5 模具完好处条状碳化物图6 模具完好处块状碳化物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，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。
观察图3、4、5、6块状碳化物的分布可知，共晶碳化物呈明显网状分布，且有堆集现象，共晶碳化物的这种分布形态，大大地降低了模具的使用寿命。
同时，共晶碳化物的不均匀性还使模具的力学性能呈各向异性，极易引起模具在热处理和使用过程中发生畸变开裂，致使模具不均匀磨损和崩刃，最终导致模具早期失效。
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。
因此，该模具在锻造的具体操作上存在明显不足. 一般的轴向镦粗拔长法使坯料心部分变形量不大, 无法完全消除组织中的带状碳化物和粗大、不均匀的碳化物组织, 用这样的坯料制成的模具会产生组织的不均匀和力学性能的各向异性, 增加淬火裂纹和使用脆断的倾向.带状碳化物区是一个脆性区,其强度低,塑性、韧性差,不能承受大的冲击力,裂纹很容易在这里萌生与扩展.由于该区脆性大,并且容易产生应力集中,所以成为裂纹产生的主要原因。
在锻造方法上来说,对于高碳高铬钢一般应采用变向锻造法,即多向反复镦粗、拔长、镦粗,使钢组织中粗大的碳化物充分破碎,消除带状组织,以获得均匀的显微组织和力学性能。
2.2.2模具的热处理工艺分析在对模具进行化学成分及冶金质量分析的同时, 还针对模具各部位的硬度进行了检测,分别在失效模具的裂纹处(试样1)、完好处(试样2)和中间过渡处(试样3)取样进行硬度测量,选取了洛氏硬度的HRC标尺在 HRS - 150型数显洛氏硬度计进行测定,所测得的硬度值如表3所示.序号试样 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值161.0 62.1 62.9 62.7 63.0 62.7 62.6 62.4 63.1 62.6 62.51 261.8 63.3 63.9 63.4 63.4 63.5 63.7 63.5 63.7 63.3 63.35 356.8 59.8 63.3 59.8 59.1 61.0 60.1 60.3 59.0 61.6 60.16表3 Cr12MoV 钢冷冲裁模的硬度测试值( HRC)由表3所列硬度数据可以看出, 实际测得的硬度为60~ 63HRC, 与模具设计要求的硬度58 ~62H RC相比稍高, 但基本上符合设计要求。
从热处理工艺上来看, 该模具所采用的热处理工艺由球化退火和淬火+高温回火两部分构成, 其中球化退火工艺曲线如图7 所示.图7 Cr12MoV钢球化退火工艺曲线球化退火的目的是为了改善毛坯的组织, 降低材料的硬度, 便于切削加工, 同时为后续的热处理工艺做好组织准备. 从实际的操作记录来看, 球化退火工艺正常, 各热处理参数进行了正确的设置, 球化退火过程实施合理, 所得组织基本均匀.淬火和回火工艺为(980±10)℃加热油淬、(510 ±20)℃空冷回火2~ 4 h.从实际操作记录上看, 是采用从室温直接加热到淬火温度进行油冷淬火,这将导致模具内部有微裂纹产生, 造成模具的脆性增加.由于Cr12MoV 钢是高碳高铬钢, 其热导性较差, 需要进行预热处理, 否则会在升温过程中, 因模具内外温差较大而产生应力, 导致模具内部微裂纹的产生.从图3、4、5、6中可以看出。
模具经980℃淬火、510℃回火后，显微组织为隐针马氏体+ 较大量的残留奥氏体+ 呈带状( 纵向) 及连续和半连续的扁平网状偏析的条块状共晶碳化物以及沿晶析出的点粒状二次碳化物。
同时从上述组织中也观察到, 模板存在回火不足现象。
为了确认材料回火不足的程度, 特做补充回火试验。
根据模板热处理方提供的热处理工艺(模具经980℃加热淬火, 510℃回火3次, 每次3 h) , 确定在510℃做补充回火试验。
在模板断口附近制取两个试样，一个试样于510℃补充回火3h，另一个试样不做补充回火；然后将这两个试样进行同等条件下的金相制样，比较其显微组织。
发现经补充回火后，材料中的残余奥氏体量减少，回火马氏体得到进一步转变。
经检测，未补充回火者硬度为60.1～62.0HRC，经补充回火者硬度为63.5HRC。
再在断口附近取第三个试样，将此试样进行两次补充回火（均为510℃3h），发现其显微组织仍有进一步的转变，残余奥氏体进一步减少，回火马氏体继续得到转变。
测得其硬度为62.5HRC。
试样未经补充回火、经一次补充回火和二次补充回火的显微组织如图8所示。
补充回火实验表明，模具材料确实存在比较严重的回火不足现象。
图8 C r12MoV钢模板残件试样未经补充回火(a)、经一次补充回火(b)和经二次补充回火(c)的显微组织3 提高模具寿命的措施与方法根据以上的失效分析可知, 导致Crl2MoV钢冷冲裁模失效的主要原因有两个: 一是锻造时未能按正确的锻造方法进行, 致使在材料内部留有呈带状分布的粗大的条状和块状碳化物, 导致模具工作时裂纹的产生和扩展; 二是在淬火操作时未按材料要求进行预热处理, 致使粗大的碳化物组织未能溶入奥氏体中, 影响了热处理后碳化物的重新分布, 并导致模具中分布有残余应力, 促进了裂纹的产生与扩展；三是在热处理过程存在比较严重的回火不足现象, 材料中的残留奥氏体量较多, 以致磨削时易于诱发马氏体转变, 组织应力增加, 材料脆性断裂的倾向明显增大。