模具鋼在購(gòu)買的時(shí)候，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)價(jià)格并不統(tǒng)一和固定，有的地方會(huì)高一點(diǎn)，而有的則可能要便宜一些，但實(shí)際報(bào)價(jià)還是要看廠家與產(chǎn)品質(zhì)量，畢竟貪小便宜購(gòu)買到劣質(zhì)模具鋼結(jié)果往往是得不償失的，建議大家在實(shí)際購(gòu)買的時(shí)候，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)去買，并到專業(yè)而正規(guī)的廠家去購(gòu)買。圖1某產(chǎn)品模具開(kāi)裂

　　開(kāi)裂模具檢測(cè)外觀檢測(cè)此H13鋼模具在使用過(guò)程中發(fā)生了開(kāi)裂，用火焰氣割槍割下其中一塊的斷面，如圖2所示，從斷裂形貌上來(lái)看，裂紋源在金相切口位置附近，斷裂面較為平整，圖中空洞為金相試樣的切取位置。金相檢測(cè)在圖2所示位置取樣，大小為10mm×10mm×15mm，檢測(cè)面平行于斷裂面。經(jīng)過(guò)打磨拋光試樣后，將未腐蝕的試樣置于光學(xué)顯微鏡下觀察，無(wú)明顯夾雜痕跡。將試樣用5%硝酸酒精腐蝕后，得到經(jīng)過(guò)腐蝕處理的H13鋼金相圖，如圖3所示。根據(jù)GB/T8420-2008熱作模具鋼金相組織評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)試樣金相組織進(jìn)行評(píng)級(jí)，金相組織介于2級(jí)至3級(jí)之間，淬回火組織較好。

　　圖3500倍光學(xué)顯微鏡金相組織圖和局部放大圖

　　硬度測(cè)試將金相顯示面作為硬度測(cè)試面，隨機(jī)取三個(gè)點(diǎn)，測(cè)得硬度為65HRC、72HRC、67HRC，取得平均硬度為68HRC。鋼中含碳量與淬火鋼硬度曲線圖如圖4所示。H13鋼的淬火硬度為55HRC左右，故可以判斷其淬火硬度過(guò)高。

　　圖4鋼中含碳量與淬火鋼硬度曲線

　　模具開(kāi)裂原因分析及措施組織分析淬火加熱溫度對(duì)H13鋼的組織影響較大，淬火加熱溫度的選擇應(yīng)以得到均勻細(xì)小的奧氏體為原則，以便在淬火后獲得細(xì)小的馬氏體組織。由圖2可知金相組織評(píng)級(jí)可評(píng)為2級(jí)，其淬回火得到的組織較好，表面無(wú)明顯夾雜、偏析現(xiàn)象，可以預(yù)測(cè)其鋼錠材料較為純凈京津冀地區(qū)賣h13模具鋼鋼材，且前期熱處理工藝效果較好。硬度分析⑴淬火溫度對(duì)H13鋼的硬度影響。淬火溫度對(duì)H13鋼硬度的影響，由圖5可知，隨著淬火溫度的升高，H13鋼的硬度也隨之增大，其主要原因是：一方面是淬火溫度增加，冷卻速度得到了提高，組織中形成的馬氏體含量增加，硬度提高；另一方面隨著淬火溫度的提高加速了合金碳化物的溶解，使淬火后馬氏體中的碳和合金元素增加，從而提高了H13鋼的淬透性和淬硬性，淬火后的硬度自然得到了提高。當(dāng)淬火溫度為1100℃時(shí)，H13鋼的硬度更大，這對(duì)提高H13鋼的耐磨性是有利的，但是在鋼的基體上容易出現(xiàn)裂紋。

　　圖5H13鋼硬度與淬火溫度的關(guān)系曲線

　　⑵回火溫度對(duì)H13鋼的硬度影響。從圖6回火溫度對(duì)硬度的影響曲線中可以看出，隨著回火溫度的升高，H13鋼的回火硬度先降低京津冀地區(qū)賣h13模具鋼鋼材，然后逐漸增加，達(dá)到峰值后又呈下降趨勢(shì)，存在明顯的二次硬化現(xiàn)象，并且二次硬化的峰值溫度在350℃，而隨著回火溫度的繼續(xù)升高，H13鋼的硬度下降到33.6HRC，此時(shí)已不滿足作為模具鋼的硬度要求。

　　圖6H13鋼回火溫度對(duì)硬度的影響

　　從圖7鋼在620℃回火時(shí)保溫時(shí)間對(duì)硬度的影響曲線中可以看出，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，H13鋼的硬度逐漸降低。當(dāng)不保溫時(shí)，H13鋼的硬度接近50HRC，而保溫22h以后，H13鋼的硬度降低到35HRC。模具鋼的熱穩(wěn)定性是鋼淬火后經(jīng)過(guò)充分回火獲得一定硬度以后進(jìn)行的加熱保溫過(guò)程。因此，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，H13鋼的硬度不斷下降，這主要是由于鋼中的合金元素，如碳、鉻等的固溶度減小，碳化物脫溶沉淀。

　　圖7H13鋼回火保溫時(shí)間對(duì)硬度的影響

　　根據(jù)H13鋼中含碳量與淬火鋼硬度曲線可知，淬火溫度過(guò)高或回火溫度較低、回火保溫時(shí)間較短等都可能造成H13鋼硬度偏高，而回火不充分可能造成模具硬度分布不均。該模具在熱處理過(guò)程中可能由于操作不當(dāng)，或者爐溫控制問(wèn)題導(dǎo)致模具在淬、回火后硬度偏高，進(jìn)一步影響到模具的沖擊韌性，更終使得顯微組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，殘留內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，在外力作用時(shí)易發(fā)生開(kāi)裂，造成模具早期失效斷裂。防止模具失效的應(yīng)對(duì)措施⑴模具的預(yù)熱。因?yàn)镠13鋼的合金元素較多導(dǎo)熱性較差，預(yù)熱溫度較低，模具使用時(shí)熱應(yīng)力較大，易產(chǎn)生裂紋，所以需要充分預(yù)熱，但預(yù)熱溫度過(guò)高也會(huì)影響其力學(xué)性能，引起塑性變形，一般預(yù)熱溫度為250～300℃。⑵模具的冷卻。因?yàn)镠13鋼服役條件溫度較高，在使用一定的時(shí)長(zhǎng)后，模具溫度過(guò)高，將會(huì)低于使用強(qiáng)度要求，所以需要強(qiáng)制冷卻至合理溫度，快速急冷會(huì)導(dǎo)致模具產(chǎn)生熱疲勞裂紋，在使用后需緩慢冷卻，避免熱應(yīng)力。⑶模具的潤(rùn)滑。針對(duì)鍛造模具，使用過(guò)程中需要一定的石墨、碳粉對(duì)型腔表面進(jìn)行潤(rùn)滑，降低其成形力，保證材料正常流動(dòng)，避免脹裂和保證鍛件順利脫模，同時(shí)石墨還有散熱的作用。結(jié)束語(yǔ)在模具制作使用過(guò)程中，化學(xué)成分與冶金質(zhì)量、模具設(shè)計(jì)、制造工藝、模具的維護(hù)與使用等因素都可能造成模具失效。合理的熱處理工藝可以使模具獲得的綜合力學(xué)性能京津冀地區(qū)賣h13模具鋼鋼材，提高模具的使用壽命。但是如果因熱處理工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)或操作不當(dāng)而產(chǎn)生熱處理缺陷，將嚴(yán)重危害模具的承載能力，引起早期失效，縮短工作壽命。本文通過(guò)研究分析，確認(rèn)了某產(chǎn)品H13鋼模具的斷裂屬于脆性斷裂，其原因是不合理的熱處理工藝導(dǎo)致模具整體硬度偏高，且硬度分布不均勻，造成模具的沖擊韌性極低，導(dǎo)致其早期失效斷裂。找出該模具失效原因，以作為熱處理部門調(diào)整其熱處理工藝的依據(jù)，避免同類問(wèn)題的再次發(fā)生。

　　來(lái)源：《鍛造與沖壓2020年第1期

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