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冷沖模材料的變形、開裂分析與措施
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-06-13
??? 冷作模具鋼側重硬度、耐磨性。含碳量高，合金元素以增加淬透性，提高耐磨性為主。常見的有Cr12、Cr12MoV等。但生產中常因為于熱處理不當或后續加工附加應力，沖壓產生會出現一些質量缺陷，導致模具壽命縮短。具體：
1、材料淬透性差
原因：由于坯料比較厚，其表層和中心的冷卻速度不同，淬火后表面先發生馬氏體轉變，因其體積膨脹對心部未轉變的奧氏體產生拉應力，其本身則受到心部的限制而產生壓應力。由于內外組織結構不同，使得坯料表層為壓應力，中心部分為拉應力。加工沖壓時，殘余應力偏聚，容易產生裂紋。
措施：淬火前采用機加工排廢料，單面留加工余量。淬火后，線切割時工具電極銅絲一直在淬硬層中切割，應力破壞較小，加工精度容易保證，模具壽命得到提高。
2、材料淬火熱應力大
原因：由于零件外形尺寸較大，在淬火冷卻過程中，零件內部的溫度梯度相差較大，導致零件表層呈拉應力、心部呈壓應力狀態。當線切割加工時，加工應力和熱應力共同作用，就會出現變形。
措施：原因是淬火冷卻時溫度梯度大，故要改善淬火冷卻條件。淬火時將零件加熱到840℃從爐內取出放入淬火油之前，在空氣中預冷2min，并在180℃下回火2次以上。
3、材料內部碳化物偏析
原因：由于是高碳高鉻鋼，其淬火后的組織是合金馬氏體和大量高硬度、高耐磨性的碳化物，雖有較高的硬度和耐磨性，但其碳化物尺寸較大、偏析較嚴重，導致變形的方向性和強韌性降低。
措施：模具毛坯充分鍛造，碳化物偏析在3級以下，鍛造余熱球化退火，按此方法，模具壽命得到顯著提高。
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