模具热处理常见缺陷分析与对策的典型实例

实例1电机硅钢片冲孔冲裁模由四个拼块组成，材料为Cr12MoV钢，要求淬火与回火处理。硅钢片冲孔冲裁模的热处理缺陷与对策 表4-7为硅钢片冲孔冲裁模的热处理缺陷与对策。表4-7 硅钢片冲孔冲裁模的热处理缺陷与对策（续）实例2 搓丝板，材料为9SiCr、CrWMn、Cr12MoV、W9Mo3Cr4V钢，热处理技术要求：齿根以下3～5mm内的硬度为58～61HRC，淬火马氏体<3级，齿面无脱碳。

理论教育 2023-07-02

模具正火的目的和方法

模具材料的正火是将亚共析钢加热到Ac3+、共析钢和过共析钢加热到Accm+，保温一定时间后在空气中冷却，得到珠光体型组织的热处理工艺。模具钢正火的目的如下：1）作为低碳钢或渗碳模具钢的预备热处理。正火作为球化退火前的工序，可加速及改善球化过程。表2-4 模具钢改善组织缺陷的正火规范与作用

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模具热处理模具回火的目的及方法

对于碳素工具钢和合金工具钢等冷作成形模具一定要进行低温回火，特别是对于承受冲击较大的模具，必须在250℃以上进行回火。高温回火 为了使淬火后的工件得到较好的韧性，通常采用高温回火的方法。由于小模块容易锻造充分，高温回火已能够保证其得到良好的金相组织。实践证明，对于一些加工完成后检验合格的模具采用多次回火的办法，会使模具使用寿命有不同程度的提高。

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典型模具材料热处理实例：铸钢、铸铁、硬质合金

实例1模具材料为球墨铸铁QT600-3，要求氮碳共渗处理。使用效果 几种球墨铸铁制模具氮碳共渗的处理效果见表2-82。表2-82 几种球墨铸铁制造模具氮碳共渗的处理效果实例2拉丝模，材料为YG8硬质合金，要求氮离子注入处理。表2-83 YG8硬质合金拉丝模的使用寿命实例3搓丝板，材料为GW30钢结硬质合金，要求盐浴淬火与回火。实例4冷镦模，材料为GJW50钢结硬质合金，要求硼硫复合渗处理。

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模具热处理质量检验的内容和方法

模具热处理质量检验应按照国家标准、行业标准或企业内控标准规定的程序，对工艺文件或技术标准中规定的项目进行严格的检查，并在生产中监督工艺纪律的执行情况，以防止和减少废品与返修品的产生。表3-35 模具热处理质量检查内容和要求模具化学热处理检验内容 模具化学热处理检验内容包括尺寸、外观、渗层深度、硬度和金相组织等。在热处理现场，硬度往往是判断淬火质量的唯一依据。

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如何校正模具热处理后的变形？

在模具热处理过程中，尽管采取许多措施加以控制，但其变形仍难以避免。例如，图4-30所示的硅钢片冲模的凹模淬火冷却到200℃左右时，把易变形的部位嵌入镶块（片或柱），再在合适的温度下进行回火，则可以把歪扭变形校正过来。

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典型实例：热作模具失效分析与对策

实例1 大型热压铸模具因硬度偏高造成模具早期断裂的分析与对策。图5-6 H13钢模具热处理工艺曲线模具断裂原因分析 模具在安装试用阶段就产生断裂。实例3 热压铸模因表面硬度高、基体硬度低造成早期龟裂失效的分析与对策。模具失效及其原因分析 模具仅挤压2000件便发生龟裂失效而不能使用。实例4 热穿孔冲头的变形与开裂失效分析与对策。实例5 汽车前轴模具断裂的失效分析与对策。实例6 滚丝模螺纹牙顶崩裂或剥落的失效分析与对策。

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模具热喷涂技术及应用案例

热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过热处理的基体表面形成涂层的方法。热喷涂技术一般按照喷涂热源的种类、喷涂材料、涂层结合方式和涂层功能等进行分类。目前，除常压下气稳式等离子喷涂工艺外，优点更为突出的低压等离子喷涂及水稳式等离子喷涂工艺也在逐步推广使用。

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冷作模具的工作条件及要求

由于模具的工作部位是刃口，因此对刃口的要求是工作中不易崩刃、不易变形、不易磨损和不易折断。2）弯曲模和拉深模用于板材的成形，工作应力一般不大。对拉深模的要求工作面要保持光洁，不易发生粘着磨损和擦伤；弯曲模除以上要求外，还要求有一定的抗断裂能力。模具的工作条件主要是其型面承受工作压力和一定的工作温度等。表2-12 几种冷作模具的工作条件和技术要求

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脆性大产生原因与对策优化方案

例如，Cr6WV钢制的小冲头，装入旧渗碳剂箱淬火加热，回火后出现异常脆性，经金相分析，发现其组织并不粗大，但表面碳化物密度超过心部，表面有渗碳层存在。6）适当降低碳势，避免过度渗碳，如上述Cr6WV钢制小冲头重新制作一批后，以木炭保护淬火加热，韧性良好。

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模具调质的目的及方法详解

调质处理的目的是获得硬度为180～320HBW的细珠光体和超细碳化物，消除网状碳化物、带状碳化物及加工后的残余应力，改善组织，便于机械加工，防止淬火开裂和减小淬火变形，并最终提高模具的力学性能。调质处理后能使其硬度控制在190～241HBW，获得的组织为细的珠光体，从而明显改善模具表面的加工质量。对于形状复杂而精度要求高的模具，为了减少淬火变形，防止开裂，在工件粗加工后应进行调质处理。表2-5 部分常见模具钢的调质处理工艺（续）

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模具加热与淬火冷却介质优化方案

固体加热介质多用于冲模钢的加热淬火，此外，它还广泛用于对冷却速度要求不高的退火和固体渗碳。在保证淬透的前提下，为了减小热应力，应尽量选择较缓和的淬火冷却介质；为了获得较大的奥氏体过冷度，使转变后的马氏体细小，在保证变形要求及不发生开裂的前提下，应尽量选择较激烈的淬火冷却介质。

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模具热处理实例，进行典型案例分析

实例1部分冷作模具热处理实例见表2-36。精密及性能要求较高的模具，应在保护气氛或真空炉中热处理。表2-36 部分冷作模具热处理实例（续）（续）实例2电机硅钢片冲裁凸模，材料为Cr12钢，要求淬火、回火处理。经检验，52个凸模无一个出现热处理裂纹。模具使用寿命平均1万次。其使用寿命可达2万次以上，比常规淬火处理的模具寿命提高了1倍以上。

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避免表面腐蚀的原因与对策

2）盐浴炉中碳酸盐或硫酸盐的含量过高。6）模具淬火及回火后未及时清洗，其表面黏附的氯盐或硝盐将其腐蚀。2）应严格控制盐浴中碳酸盐的含量，不用黄血盐作高温盐浴脱氧剂，添加活性炭去除硫酸盐。

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碳素工具钢原材料要求优化指南

表3-2碳素工具钢中硫、磷含量及残余铜、铬、镍含量2.宏观状态碳素工具钢表面质量应符合GB/T 1298—2008《碳素工具钢》的要求。表3-4 碳素工具钢中心疏松及锭型偏析的要求2）切削加工用钢允许有不超过表面缺陷允许深度的皮下气泡、皮下夹杂等缺陷。表3-5 碳素工具钢中网状碳化物要求注：碳素工具钢在退火状态下检验。

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高速工具钢模具热处理检验方法及质量控制

高速工具钢模具热处理质量检验主要包括外观检查、硬度检测、变形与开裂检测及金相组织等。高速工具钢过热程度以碳化物形貌的变化来确定，根据碳化物沿晶界的伸长、拖尾及呈网状的程度的不同来确定过热级别。高速工具钢的回火组织主要检测回火程度。高速工具钢的回火程度一般分为3级，其中1～2级为合格。大尺寸高速工具钢碳化物偏析严重，碳化物聚集处奥氏体合金化程度高，不易浸蚀，容易显示回火不充分。

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