冲压模具常用材料种类及热处理.docx

冲压模具常用材料种类及特性代 号属 性产 地热处理性能用途DF-2油钢瑞典压板托板5657HRC不变形,特级合金耐磨压料,可拉深,用于大批量生产冲压模DF-3油钢瑞典成形拉深5859HRC不变形耐磨,做一般电解、铜、铝片冲压模K460油钢澳洲冲头剪口5960HRC脱料、剪口2510油钢德国50 HRC不变形、耐磨强,做背垫,脱料板,淬火易变形,模板长500mm以上要分板Sffice:smarttags /45C王牌日本38 HRC瓦斯处理止付螺丝S50C王牌日本50 HRC抗扭度大,做冲头固定板,脱料板,推板,托板XW-5铬钢瑞典6364 HRC高性能铬钢,主要用于耐磨性较大的冲压模XW10铬钢瑞典高性能铬钢XW-41铬钢瑞典高性能铬钢,主要用于冲压剪断硬片XW-42铬钢瑞典高性能铬钢,主要用于冲压剪断硬片K110铬钢澳洲6061 HRCSLD铬钢日立耐磨性大,淬火变形小, 一般用于中薄板冷冲、成形DC53铬钢大同6163 HRC经SKD11改良的高韧性耐磨铬钢, 更适做细长易折断的冲头,厚件成形模及线割加工,易补焊SKD11铬钢日立6062 HRC高强度韧性耐磨高铬钢,用于不锈钢、铜、硅钢片、铝片冲压模的脱料,剪口及引导针、两用销SKH9高速切削钢65 HRC用于不锈钢冲模的冲头、镶件SKH51高速切削钢62-64 HRC用于不锈钢冲模的冲头ASP-23高速钢瑞典65 HRC粉末成形高速钢, 硬度大,用于不锈钢剪口镶件YXM1一般融解高速钢日立耐磨损、耐冲击,韧性大,用于成形模、拉深模、分条机、折床刀模如何合理选取模具钢材?（1）模具的选材在设计模具时,合理选取材料是关系到模具寿命和成本的一项重要工作,模具的成形零件凸、凹模材料的选取尤应慎重,通常应考虑以下几点: 生产批量 当冲压件的生产批量很大时,凸、凹模材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢,对于模具的其他工艺零件的材料要求,也要相应地提高；在少量生产中,可采用成本低耐磨性较差的材料。 被冲压材料性能、工序性质和凸、凹模工作条件 当被冲材料较硬或变形抗力较大时,其凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料；对于凸、凹模工作条件较差的冷挤模,应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合力学性能较好的模具钢,同时应具有一定的硬性和耐热、抗疲劳强度。 加工规格 一般来料都没有加工,这些材料叫坯料,但坯料加工首先要经过铣床、磨床来达到一定尺寸之后才能制造模具。（2）模具寿命与模具材料的关系 模具凹模刃口高度的估算方法a) 规定模具寿命为20000003000000次时,刃口每次研磨量为ffice:smarttags /0.2mm,每次研磨后的生产量为200000300000次。刃口直身高度为2.53mm。b) 若要模具寿命为5000000次,则刃口高度应取45mm。 模具寿命与模具材料的关系凸模凹模通常采用的材料为XW-10、XW-5、XW-41、XW-42、SKD11（Cr12MoV）、ASP23。以上四种主要钢材特性见表编号硬度机械加工性能研磨性尺寸稳定性磨粒磨耗粘着磨耗崩角破裂塑性变形XW1011.431.181.10.77221XW41XW4211111111SKD11XW-51.250.710.3511.380.50.81.33ASP231.3810.711.751.353.51.6注: 1.以上各种参数均以XW-41为标准的比较值。2.当冲件材料为SECC、SPCC、SPTE、T3时，通常选凸凹模材料为XW-41。3.当冲件材料为不锈钢时，通常选凸凹模材料为ASP23。金属材料现场快速鉴别的方法有哪几种？(1) 火花鉴别火花鉴别是将钢铁材料轻轻压在砂轮上打磨,观察所迸射出的火花形状和颜色,以判断钢铁成分范围的方法、材料不同,其火花也不同。 20钢 流线多、带红色,火束长,芒线稍粗。发光适中,花量稍多,多根分岔爆裂,呈星形,花角狭小。 45钢流线多而稍细,火束短,发光大,爆裂为多根分岔,多量三次花呈火星形,火花盛开花数约占全体五分之三以上,有很多的小花及花粉发生。 T7钢流线多而细,火束由于含碳量高,其长度渐次缩短而粗,发光渐次减弱,火花稍带红色,爆裂为多根分岔,多量三次花,花形由基本的星形发展为三层叠开,花数增多。研磨时手的感觉稍硬。 W18Cr4V钢火束细长,呈赤橙色,发光极暗,由于钨的影响,几乎无火花爆裂。膨胀性小,中部和根部为断续流线,尾部呈点形狐尾花.研磨时材质较硬。(2) 色标鉴别生产中为了表明金属材料的牌号、规格等,通常在材料上做一定的标记,常用的标记方法有涂色、打印、挂牌等。金属材料的涂色标志用以表示钢类、钢号,涂在材料一端的端面或外侧。成捆交货的钢应涂在同一端的端面上,盘条则涂在卷的外侧。具体的涂色方法在有关标准中做了详细的规定,生产中可以根据材料的色标对钢铁材料进行鉴别。(3) 断口鉴别材料或零部件因受某些物理、化学或机械因素的影响而导致破断所形成的自然表面称为断口。生产现场常根据断口的自然形态来断定材料的韧脆性,也可据此判定相同热处理状态的材料含碳量的高低。若断口呈纤维状、无金属光泽、颜色发暗、无结晶颗粒且断口边缘有明显的塑性变形特征,则表明钢材具有良好的塑性和韧性,含碳量较低；若材料断口齐平、呈银灰色、具有明显的金属光泽和结晶颗粒,则表明材料为金属脆性断裂。(4) 音响鉴别生产现场有时也根据钢铁敲击时声音的不同,对其进行初步鉴别。例如,当原材料钢中混入铸铁材料时,由于铸铁的减振性较好,敲击时声音较低沉,而钢材敲击时则可发出较清脆的声音。若要准确地鉴别材料,在以上几种现场鉴别方法的基础上,还应采用化学分析、金相检验、硬度试验等实验室分析手段，对材料进行进一步的鉴别。冲压产品原材料有哪些种类？分别有什么特性？冲压产品材料种类很多,一般常用的有:电解片、特种电解片、特种电解不锈钢片、不锈钢板、白铁片、锑片、银光锑片、镜光锑片、红钢、青钢、光箔、铝合金、网料、硅钢片等，其性能见表。表冲压材料物理性能MATER(材质)名称抗剪强度相对密度ffice:smarttags /AL铝板82.7AIPS-1,AIPS-2铝板127.8AL5052合金铝277.8BsPE1,BsPE2A,C2680黄铜278.4BERY CU铍铜288.36C5191,PBP2-H,PBS,C521磷铜309BS,Brass青铜208.9CU,Copper红铜487.8CNP-1白铁片288.84SPCC冷轧钢板,单光357.8SPCC-SB双光357.8SECC,SGCC,GLAZ150镀锌钢板,电解片357.8SECD拉深电解片357.8SPTE/Tin白铁片/马口铁357.9SUS27CP,SUS304CP不锈钢板608.36SUS301-1/2H不锈钢板607.9SUS301CSP,SUS31CSP不锈钢板607.9SUS304-1/2H,3/4H,H不锈钢板607.9SUS304-2B不锈钢全软灰料607.9SUS304-BA不锈钢全软灰料607.9SUS403不锈铁607.9S-23,S-34,S-44硅钢板487.8模具设计时的冲压用料如何计算? 模具设计时的冲压用料计算是指冲压材料的长、宽规格计算。冲压材料供应一般分张料(平板料)和卷料,其尺寸有公制英制之分。订料时一般可依据模具类型及冲压材质和厚度查对供货商材料规格尺寸选用。比如根据GB708 -1988的标准,厚度为0.5mm的热轧钢板其宽度长度的规格,最小的张料尺寸为500mm1000mm,最大的张料规格为1000mm2000mm;厚度为1.0mm的冷轧钢板其宽度长度的规格,最小的张料尺寸为500mm1000mm,最大的张料规格为15000mm3500mm。(1) 冲压用料的长度为了提高连续模的生产效率,一般连续模都用卷料,无需特别计算用料长度。单工序冲压模具可以用张料(平板料),也可以用卷料,不同的材质其供货规格不一样。用张料时,设计需根据实际供货规格尺寸和理论用料,估算出材料利用率后,选取适当的订料长度。(2) 冲压用料的宽度在模具设计中应根据产品图展开的尺寸和冲裁件的公差等级、冲裁间隙、剪口尺寸、磨损规律、模具制造特点来确定凹凸模的工作剪口边宽尺寸的公差。冲压用料的宽度是模具的工作剪口边垂直送料方向上的最大尺寸，再加上冲压送料两侧的搭边值(详见3.2.14冲裁时的搭边值如何确定？),如果在连续模内设计有定距侧刃,则还需加上侧刃裁切的条料宽度(金属材料一般取12.5mm,薄料取小值,厚料取大值)。设计根据计算的结果再取整数或保留到一位小数值即可。模具制造过程中,常用到哪些热处理方法？其作用是什么？ 热处理就是将钢在固态下施以不同的加热、保温和冷却,以改变其内部组织结构,获得所需性能的一种加工工艺。模具制造过程中常用到的热处理方法有: 退火、正火、淬火、回火、调质、渗碳、氮化。（1）退火 是将金属或合金加热到适当温度,保温一定时间, 然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。 退火作用: 降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工; 细化晶粒,消除因锻、焊等引起的组织缺陷,均匀钢的组织成分,改善钢的性能或为以后的热处理作准备; 消除钢中的内应力,以防止变形或开裂。 退火方法 常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火、扩散退火和等温退火等几种。 完全退火 又称重结晶退火,是将铁碳合金完全奥氏体化,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。适用于含碳量为0.3%0.6%的中碳钢和中碳合金钢。 球化退火 使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺。常用的球化退火有普通球化退火和等温球化退火两种,此工艺主要用于共析钢和过析钢的模具、量具和刃具钢等。 去应力退火 为了去除由于塑性变形加工、锻造、焊接等造成及锻件内存在的残余应力而进行的退火工艺。 再结晶退火 又称中间退火,是指经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒,以消除形变强化和残余应力的热处理工艺。 等温退火 就是将钢件或毛坯加热到高于Ac3(或Ac1)温度,保持适当时间后,较快地冷却到珠光体温度区间的某一温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体组织,然后在空气中冷却的热处理工艺。此种退火方式主要用于过冷奥氏体Ac比较稳定的合金钢。（2）正火 是将钢材或钢件加热到Ac3以上3050,保温适当时间 后,在静止的空气中冷却的热处理工艺。 正火作用: 可消除过共析钢中的网状碳化物,改善钢的切削加工性能; 细化过热铸、锻件晶粒和消除内应力; 对含碳量小于0.4%的中、低碳钢可用正火代替退火作预先热处理; 含碳量在0.4%0.7%的不太重要的工件可在正火状态下使用。（3）淬火 就是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度,保持一定时间,然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。 淬火作用 使过冷奥氏体进行马氏体(或贝氏体)转变,得到马氏体（或贝氏体）组织,然后配合以不同温度的回火,获得所需的力学性能。 说明: 淬火态工件不允许直接投入现场使用,通常在此之后必须实时进行12 次或以上之回火加工,以调整其组织及应力等。（4）回火 是钢件淬硬后,再加热到低于点以下某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。 回火目的: 合理地调整力学性能,使工件满足使用要求； 稳定组织,使工件在使用过程中不发生组织转变,从而保证工件的尺寸、形状不变； 降低或消除淬火内应力,以减少工件的变形并防止开裂. 回火分类 按照加热温度的不同,回火可分为低温、中温和高温回火三类。 低温回火。 回火温度在以下,回火后的组织为回火马氏体+残余奥氏体； 中温回火。 回火温度在,回火后组织为回火托氏体+残余奥氏体； 高温回火。 回火温度在,回火后组织为回火索氏体+残余奥氏体；此工艺也称为调质处理（即淬火高温回火）。主要用于中碳结构钢工件,使钢的的强度、塑性、韧性达到恰当的配合,具有良好的综合力学性能,常用于高碳高合金钢(如高速钢等)的回火, 回火温度在500600,以使发生二次硬化作用,促进残余奥氏体的转变。 说明:通常低温回火的工件含有较多残余奥氏体组织而不适合进行W/E、EDM加工,作为中温回火工艺针对模具钢材处理也不属理想的回火温度。（4）调质 使钢件获得比退火、正火更好的力学综合性能,可作为最终热处理,也可作为模具零件淬火及软氮化前的预先热处理。（5）渗碳 使模具零件表面具有高硬度和耐磨性,而心部仍保留原有的良好韧性和强度,属于表面强化处理。（6）氮化 提高模具零件表面的高硬度和耐磨性,用于工作负荷不大,但耐磨性要求高及要求耐蚀的模具零件。什么是深冷处理？其作用和适用范围是什么？深冷处理就是钢件淬火冷却到室温后,继续在以下的介质中冷却的 热处理工艺,也称为冷处理,是淬火过程的继续.(1) 深冷处理作用 为了最大限度减少残余奥氏体(常温下的不稳定组织,容易引起尺寸变化等),以进一步提高工件淬火后的硬度和防止在使用过程中因残余奥氏体的分解而引起的变形,同时强度、硬度和耐磨性都可得到不同程度的提高。(2) 深冷处理注意要项高合金钢或高合金渗碳钢,因Mf点很低,冷处理需在-120以下进行,保温12h,冷处理后必须进行回火或时效,以获得更稳定的回火马氏体组织,并使残余奥氏体进一步转变和稳定化,同时使淬火应力及深冷应力充分消除。(3) 深冷处理适用范围:较适用于精度要求很高,必须保证其尺寸稳定性的工件,如量具等。常用的表面强化处理方法有哪些？为提高模具性能和使用寿命,模具工作零件表面强化处理应用越来越广。常用的表面强化处理方法有:液体碳氮共渗、离子渗氮、渗硼、渗钒和电火花强化,以及化学气相沉积法(CVD) 物理气相沉积法(PVD)和在盐浴中向工件表面浸镀碳化物法(TD)等。此外,采用高频淬火、液压、喷丸等表面强化处理,使模具工作零件表面产生压应力,提高其耐疲劳强度,有利于模具寿命的提高如何进行模具钢材热处理质量检验工作？检验内容及方法(1)硬度 热处理零件均应根据图纸要求和工艺规定进行硬度检验或抽检。 先以标准块校对硬度计,确认后方可进行测试硬度。 检验硬度前,应将零件表面清理干净,去除氧化皮、脱碳层及毛刺等，且表面不应有明显的机加工痕迹,被测零件的温度以室温为准,或略高于室温但以人手能稳稳抓住为限。 硬度检测部位应根据工艺文件或由检验、工艺人员确定.淬火部位检查硬度不少于1处,每处不少于3点,不均匀度应在要求的范围内。被测零件直径小于38mm以下时应予修正。 一般的正火、退火件、调质件采用布氏硬度计检验。对于尺寸较大者可用锤击式硬度检验,淬火件用洛氏硬度计检验。对于尺寸较大者,允许用肖氏硬度计代替。渗碳或硬化层较薄的零件,用维化硬度计检验.当使用锉刀检验零件硬度时,必须注意锉痕的位置,应不影响零件的最后硬度.有色金属检验以布氏、HRB为宜。选择加载负荷时,应以零件的具体要求,被测部位的大小、厚薄等作为选择依据,要求换算精度要高、要准确。（2）变形零件变形量原则上小于其加工余量的1/31/2,一般按技术要求进行。 薄板类零件在检验平台上用塞尺检验其不平度。 轴类零件用顶尖或V形块支撑两端,用百分表测量其径向跳动,细小的轴类件可在平台上用塞尺检查。 套筒、圆环类零件,用百分表、游标卡尺、塞规、内径百分表、螺纹塞规、环规等检验零件的外圆、内孔、螺纹等尺寸。（3）外观 热处理后应用肉眼或低度放大镜观察其表面有无裂纹、烧伤、碰伤、麻点、锈蚀等。对重要零件或易产生裂纹的零件,应用探伤或浸煤油喷砂等手段检查。（4）金相一般不做金相检验。精密件、重要件或要求分析报废原因时,当成批或大批生产变更工艺后首批生产或试生产的零件，认为必要时进行。（5）材料对材料发生怀疑时,可送理化室用看谱镜（光谱仪）或采用磨火花的方式等检验材料是否与图纸规定相符，原材料的检验按有关规定进行。（6）力学性能 凡对力学性能有特殊要求的零件,应按有关的技术要求进行力学性能试验。试样截取部位及试样尺寸应按有关规定进行。试样与零件必须是同批材料,并进行同炉处理。模具钢淬火有哪几种裂纹？分别有什么预防措施？（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。 钢中含有较多S、P、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； 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815mm,中低合金钢危险尺寸为2540mm)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: 严格原材料入库检查,对有害杂质含量超标钢材不投产； 尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔模具钢材； 改进热处理工艺,采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火； 变无心淬火为有心淬火，即不完全淬透,获得强韧性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的。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也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、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: 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23之间,锻造采用双十字形变向锻造,经五镦五拔多火锻造,使钢中碳化物和杂质呈细小均匀分布于钢基体,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； 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MsMf之间缓冷,大幅度降低形成淬火马氏体时的组织应力。当钢中热应力与相应应力总和为正(张应力)时,则易淬裂,为负时,则不易淬裂。充分利用热应力,降低相变应力,控制应力总和为负,能有效避免横向淬火裂纹发生。CL-1有机淬火介质是较理想淬火剂,同时可减少和避免淬火模具畸变,还可控制硬化层合理分布。调正CL-1 淬火剂不同浓度配比,可得到不同冷却速度,获得所需硬化层分布,满足不同模具钢需求。 （3）、弧状裂纹 常发生在模具棱角、缺口、孔穴、 凹模接线切边等形状突变处。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。 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。 钢中不同组织转变和相同组织转变不同时性,由于不同组织比热差,造成巨大组织应力,导致组织交界处形成弧状裂纹。 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,或模具工作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。 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韧性,增加脆性,工作时在外力作用下形成弧状裂纹。 预防措施: 改进设计,尽量使形状对称,减少形状突变,增加工艺孔与加强筋或采用组合装配； 圆角代直角及尖角锐边,贯穿孔代盲孔,提高加工精度和降低表面粗糙度,减少应力集中源。对于无法避免直角、尖角锐边、盲孔等处一般硬度要求不高,可用铁丝、石棉绳、耐火泥等进行包扎或填塞,人为造成冷却屏障,使之缓慢冷却淬火,避免应力集中,防止淬火时弧状裂纹形成； 淬火模具钢材应及时回火,消除部分淬火内应力,防止淬火应力扩展； 较长时间回火,提高模具抗断裂韧性值； 充分回火,得到稳定组织性能；多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力； 合理回火,提高钢件疲劳抗力和综合力学性能；对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷),可消除二类回火脆性,防止和避免淬火时弧状裂纹形成。 （4）、剥离裂纹 模具工作时在应力作用下,淬火硬化层一块块从钢的基体中剥离。因模具表层组织和心部组织比热不同,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的基体相变不同时性，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300ºC以下低温回火快速加热,会促使表层形成拉应力,而钢材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。 预防措施: 应使模具钢材化学渗层浓度与硬度由表至内平缓降低,增强渗层与基体结合力,渗后进行扩散处理能使化学渗层与基体过渡均匀； 模具钢材化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理,充分细化原始组织,能有效防止和避免剥离裂纹产生,确保产品质量。 （5）、网状裂纹 裂纹深度较浅,一般深约0.011.5mm,呈辐射状,别名龟裂。原因主要有: 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炉中加热造成氧化脱碳； 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较大的拉应力,因此,表层金属往往沿晶界被拉裂成网状； 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。 预防措施: 严格进行原材料化学成分、金相组织和探伤检查,不合格原材料和粗晶粒钢不能作模具材料； 选用细晶粒钢、真空电炉钢,投产前复查原材料脱碳层深度,冷切削加工余量必须大于脱碳层深度； 制订先进合理热处理工艺,选用微机控温仪表,控制精度达到1.5,并定时现场校验仪表； 模具产品最终处理选用真空电炉、保护气氛炉和经充分脱氧盐浴炉加热模具产品等措施,可有效防止和避免网状裂纹形成。 （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的继续。室温下淬火应力和零度下淬火应力叠加,当叠加应力超过该材料强度极限时便形成冷处理裂纹。 预防措施: 淬火后冷却处理之前将模具置于沸水中煮3060min,可消除1525淬火内应力，并使残余奥氏体稳定化,再进行-60常规冷处理,或进行-120深冷处理,温度愈低,残余奥氏体转变成马氏体量愈多,但不可能全部转变完。实验表明,约有25残余奥氏体保留下来,按需要保留少量残余奥氏体可松驰应力,起缓冲作用,因残余奥氏体又软又韧,能部分吸收马氏体化急剧膨胀能量,缓和相变应力。 冷处理完毕后取出模具投入热水中升温,可消除4060冷处理应力,升温至室温后应及时回火,冷处理应力进一步消除,避免冷处理裂纹形成,获得稳定组织性能,确保模具产品存放和使用中不发生畸变。 （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0.051.0mm。 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； 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； 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。 预防措施: 对原材料进行改锻,多次双十字形变向镦拔锻造,经四镦四拔,使锻造纤维组织围绕型腔或轴线呈波浪形对称分布,并用高温余热进行淬火,接着高温回火,能充分消除块状、网状、带状和链状碳化物,使碳化物细化至23级； 制订先进的热处理工艺,控制最终淬火残余奥氏体含量不超标； 淬火后及时进行回火、消除淬火应力； 适当降低磨削速度、磨削量、磨削冷却速度,能有效防止和避免磨削裂纹形成. （8）、线切割裂纹 该裂纹出现在经过淬火、回火的钢材在线切割加工过程中,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,此拉应力大于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600900MPa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: 原材料存在严重的碳化物偏析； 仪表失灵,淬火加热温度过高,晶粒粗大,降低材料韧性,增加脆性； 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。 预防措施: 严格进行原材料入库前检查,确保原材料组织成分合格,对不合格原材料必须进行改锻,击碎碳化物,使化学成分、金相组织等达到技术条件后方可投产.模块热处理前加工成品需留足一定磨量后淬火、回火、线切割； 入炉前校验仪表,选用微机控温,控温精度1.5的真空炉、保护气氛炉加热,严防过热和氧化脱碳； 采用分级淬火、等温淬火和淬火后及时回火,多次回火,充分消除内应力,为线切割创造条件； 制订科学合理线切割工艺。 （9）、疲劳断裂 模具工作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。 原材料存在发纹、白点、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； 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； 当模具表面加工粗糙度高、精度低,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。 预防措施: 严格选材,确保材质,控制Pb、As、Sn等低熔点杂质与S、P非金属杂质含量不超标； 投产前进行材质检查,不合格原材料不投产； 选用杂质少、化学成分均匀、晶粒细、碳化物小、等向性能好、疲劳强度高等特点的电渣重熔精炼钢,对模具型面表面喷丸强化和表面化学渗层改性强化处理,使金属表层为预压应力,抵消模具工作时产生的拉应力,提高模具型面疲劳强度； 提高模具型面加工精度和降低表面粗糙度； 改善化学渗层和硬化层组织性能； 采用微机控制化学渗层厚度、浓度和硬化层厚度。 （10）、应力腐蚀裂纹 该裂纹常发生在使用过程中.金属模具因加工能力过程中化学反应,引起从表至内组织结构腐蚀作用而产生开裂,这就是应力腐蚀裂纹。模具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(Ac),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,模具热处理不宜得到T组织。钢淬火后虽经回火,但如果回火不充分,淬火内应力或多或少依然存在,模具工作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。 预防措施: 模具钢材淬火后应及时回火,充分回火,多次回火,以消除淬火内应力。 模具钢材淬火后一般不宜在350400ºC回火,因T组织常在此温度出现,发生有T组织的模具应重新处理,模具应进行防锈处理,提高抗蚀性能。 热作模具工作前进行低温预热,冷作模具工作一个阶段后进行一次低温回火消除应力,不仅能防止和避免应力腐蚀裂纹发生,还可大幅度提高模具使用寿命,一举两得,有显着技术经济效益。模具热处理技术的现状及走势如何?模具热处理是保证模具性能的重要工艺过程，对模具的以下性能有着直接的影响。 模具的制造精度 组织转变不均匀、不彻底及热处理形成的残余应力过大，造成模具在热处理后的加工、装配和模具使用过程中的变形,从而降低模具的精度,甚至报废。 模具的强度 热处理工艺制定不当、操作不规范或设备状态不完好,造成被处理模具强度（硬度）达不到设计要求。 模具的工作寿命 热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等,导致主要性能如模具的韧性、冷热疲劳性能、抗磨损性能等下降,影响模具的工作寿命。 模具的制造成本 作为模具制造过程的中间环节或最终工序,热处理造成的开裂、变形超差及性能超差,大多数情况下会使模具报废,即使通过修补仍可继续使用,也会增加工时,延长交货期,提高模具的制造成本。正是热处理技术与模具质量有十分密切的关联性,使得这两种技术在现代化的进程中,相互促进,共同提高。20世纪80年代以来,国际模具热处理技术发展较快的领域是真空热处理技术、模具的表面强化技术和模具材料的预硬化技术。（1）模具的真空热处理技术真空热处理技术是近些年发展起来的一种新型的热处理技术,他所具备的特点,正是模具制造中所迫切需要的。如防止加热氧化和不脱碳、真空脱气或除气,消除氢脆,从而提高材料（零件）的塑性、韧性和疲劳强度。真空加热缓慢、零件内外温差较小等因素,决定了真空热处理工艺造成的零件变形小等。按采用的冷却介质不同,真空淬火可分为真空油冷淬火、真空气冷淬火、真空水冷淬火和真空硝盐等温淬火。模具真空热处理中主要应用的是真空油冷淬火、真空气冷淬火和真空回火。为保持工件（如模具）真空加热的优良特性,冷却剂和冷却工艺的选择及制定非常重要,模具淬火过程主要采用油冷和气冷。对于热处理后不再进行机械加工的模具工作面,淬火后尽可能采用真空回火,特别是真空淬火的工件（模具）,他可以提高与表面质量相关的机械性能,如疲劳性能、表面光亮度、耐腐蚀性等。热处理过程的计算机模拟技术（包括组织模拟和性能预测技术）的成功开发和应用,使得模具的智能化热处理成为可能.由于模具生产的小批量（甚至是单件） 多品种的特性,以及对热处理性能要求高和不允许出现废品的特点,又使得模具的智能化热处理成为必须。模具的智能化热处理包括:明确模具的结构、用材、热处理性能要求；模具加热过程温度场、应力场分布的计算机模拟；模具冷却过程温度场、相变过程和应力场分布的计算机模拟；加热和冷却工艺过程的仿真；淬火工艺的制定；热处理设备的自动化控制技术。国外工业发达国家,如美国、日本等,在真空高压气淬方面,已经开展了这方面的技术研发,主要针对目标也是模具。（2）模具的表面处理技术模具在工作中，除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外,其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。这些表面性能指:耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。这些性能的改善,单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的,也是不经济的,而通过表面处理技术,往往可以收到事半功倍的效果,这也正是表面处理技术得到迅速发展的原因。模具的表面处理技术,是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术,改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。从表面处理的方式上,又可分为:化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。虽然提高模具表面性能新的处理技术不断涌现,但在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。 渗氮工艺有气体渗氮、离子渗氮、液体渗氮等方式,每一种渗氮方式中,都有若干种渗氮技术,可以适应不同