本篇文章給大家談?wù)勀＞咪摂嗔秧g性，以及模具裂紋用什么焊條對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助。

如何解決2738材質(zhì)模具鋼鍛造表面裂紋

您好！是什么方向的裂紋呢？

⑴縱向裂紋

裂紋呈軸向，形狀細而長。當(dāng)模具完全淬透即無心淬火時，心部轉(zhuǎn)變?yōu)楸葻崛葑畲蟮拇慊瘃R氏體，產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力，模具鋼的含碳量愈高，產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力愈大，當(dāng)拉應(yīng)力大于該鋼強度極限時導(dǎo)致縱向裂紋形成，以下因素又加劇了縱向裂紋的產(chǎn)生。

①鋼中含有較多S、P、Pb、Sn、As等低熔點有害雜質(zhì)，鋼錠軋制時沿軋制方向呈縱向嚴重偏析分析分布，易產(chǎn)生應(yīng)力集中形成縱向淬火裂紋，或原材料軋制后快冷形成的縱向裂紋未加工掉保留在產(chǎn)品中，導(dǎo)致最終淬火裂紋擴大形成縱向裂紋。

②模具尺寸在鋼的淬裂敏感尺寸范圍內(nèi)（碳工具鋼淬裂危險尺寸為8~15mm，中低合金鋼危險尺寸為25~40mm）或選擇的淬火冷卻卻介質(zhì)大大超過該鋼的臨界淬火冷卻速度時均易形成縱向裂紋。

預(yù)防措施：

①對原材料入庫進行嚴格檢查，對有害雜質(zhì)含量超標(biāo)鋼材不投產(chǎn)；

②盡量選用真空冶煉、爐外精煉或電渣重熔模具鋼材；

③改進熱處理工藝，采用真空加熱，保護氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及分級淬火、等溫淬火；

④變無心淬火為有心淬火，即不完全淬透，獲得強韌性的下貝氏體組織等措施，大幅度降低拉應(yīng)力，能有效避免模具縱向開裂和淬火畸變。

⑵橫向裂紋

裂紋特征是垂直于軸向的，未淬透模具，在淬硬區(qū)與未淬硬區(qū)過渡部分存在大的拉應(yīng)力峰值，大型模具快速冷卻時也易形成大的拉應(yīng)力峰值，因形成的軸向應(yīng)力大于切向應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)生橫向裂紋，鍛造模塊中S、Pb、Sn、As等低熔點有害雜質(zhì)的橫向偏析或模塊存在橫向顯微裂紋，淬火后經(jīng)擴展形成橫向裂紋。

預(yù)防措施：

①模塊應(yīng)合理鍛造，原材料長度與直徑之比即鍛造比最好選在2~3之間，鍛造采用雙十字形變向鍛造，經(jīng)五鐓五拔多火鍛造，使鋼中碳化物和雜質(zhì)呈細小均勻分布于鋼基體，鍛造纖維組織圍繞型腔無定向分布，大幅度提高模塊橫向力學(xué)性能，減少和消除應(yīng)力源。

②選擇理想的冷卻速度和冷卻介質(zhì)，在鋼的Ms店以上快冷，大于該鋼臨界淬火冷卻速度，鋼中過冷奧氏體產(chǎn)生的應(yīng)力為熱應(yīng)力，表層為壓應(yīng)力，內(nèi)層為張應(yīng)力，相互抵消，有效防止熱應(yīng)力裂紋形成，在鋼的Ms~Mf之間緩冷，大幅度降低淬火馬氏體時的組織應(yīng)力。當(dāng)鋼中熱應(yīng)力與相應(yīng)應(yīng)力總和為正（張應(yīng)力）時，則易淬裂，為負時，則不易淬裂。充分利用熱應(yīng)力，降低相變應(yīng)力，控制應(yīng)力總和為負，能有效避免橫向淬火裂紋發(fā)生。CL-1有機淬火介質(zhì)是較理想淬火劑，同時可減少和避免淬火模具畸變，還可控制硬化層合理分布。調(diào)整CL-1淬火劑不同濃度配比，可得到不同冷卻速度，獲得所需硬化層分布，滿足不同模具鋼需求。

⑶弧狀裂紋

常發(fā)生在模具棱角、缺口、孔穴、凹模接線切邊等形狀突變處。這是因為淬火時棱角處產(chǎn)生的應(yīng)力是平滑表面平均應(yīng)力的10倍。

①鋼中含碳量和合金元素含量愈高，鋼Ms點愈低，Ms點降低2℃，則淬裂傾向增加1.2倍，Ms點降低8℃。淬裂傾向則增加8倍。

②鋼中不同組織轉(zhuǎn)變和相同組織轉(zhuǎn)變不同時性，由于不同組織比熱容差，造成巨大組織應(yīng)力，導(dǎo)致組織交界處形成弧狀裂紋；

③淬火后未及時回火，或回火不充分，鋼中殘余奧氏體未充分轉(zhuǎn)變，保留在使用狀態(tài)中，促進應(yīng)力重新分布，或模具工作時殘余奧氏體發(fā)生馬氏體相變產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)綜合應(yīng)力大于該鋼強度極限時便形成弧狀裂紋。

④具有第二類回火脆性鋼，淬火后高溫回火緩冷，導(dǎo)致鋼中P、S等有害雜質(zhì)化合物沿晶界析出，大大降低晶界結(jié)合力和韌性，增加脆性，工作時在外力作用下形成弧狀裂紋。

預(yù)防措施

①改進設(shè)計，盡量使形狀對稱，減少形狀突變，增加工藝孔與加強筋或采用組合裝配。

②圓角代直角及尖角銳邊，貫穿孔代盲孔，提高加工精度和降低表面粗糙度，減少應(yīng)力集中源。對于無法表面直角、尖角銳邊、盲孔等處一般硬度要求不高，可用鐵絲、石棉繩、耐火泥等進行包扎或填塞，人為造成冷卻屏障，使之緩慢冷卻淬火，避免應(yīng)力集中，防止淬火時弧狀裂紋形成。

③淬火模具鋼應(yīng)及時回火，消除部分淬火內(nèi)應(yīng)力，防止淬火應(yīng)力擴展。

④較長時間回火，提高模具斷裂韌性值。

⑤充分回火，得到穩(wěn)定組織性能，多次回火使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變充分和消除新的應(yīng)力。

⑥合理回火，提高鋼件疲勞抗力和綜合力學(xué)性能；對于有第二類回火脆性模具鋼高溫回火后應(yīng)快冷（水冷或油冷），可消除二類回火脆性，防止和避免淬火時弧狀形成。

⑷剝離裂紋

模具工作時在應(yīng)力作用下，淬火硬化層一塊塊從鋼的集體中剝離。因模具表層組織和心部組織比熱容不同，淬火時表層形成軸向、切向淬火應(yīng)力，徑向產(chǎn)生拉應(yīng)力，并向內(nèi)部突變，在應(yīng)力急劇變化范圍較窄處產(chǎn)生剝離裂紋，常發(fā)生于經(jīng)表層化學(xué)熱處理模具冷卻過程中，因表層化學(xué)改性與鋼的基體相變不同時性，引起內(nèi)外層淬火馬氏體膨脹不同時進行，產(chǎn)生大的相變應(yīng)力，導(dǎo)致化學(xué)處理滲層從基體組織中剝離。如火焰表面淬硬層、高頻表面淬硬層，滲碳層、碳氮共滲層、滲氮層、滲硼層、滲金屬層等。化學(xué)滲層淬火后不宜快速回火，尤其是300℃以下低溫回火快速加熱，會促使表層形成拉應(yīng)力，而鋼材心部及過渡層形成壓縮應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于壓縮應(yīng)力時，導(dǎo)致化學(xué)滲層被拉裂剝離。

預(yù)防措施

①應(yīng)使模具鋼材化學(xué)滲層濃度與硬度由表至內(nèi)平緩降低，增強滲層與基體結(jié)合力，滲后進行擴散處理能使化學(xué)滲層與基體過渡均勻。

②模具鋼材化學(xué)處理之前進行擴散退火、球化退火、調(diào)制處理、充分細化原始組織，能有效防止和避免剝離裂紋產(chǎn)生，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

熱鍛模具用什么材料

HMAX系列熱作模具鋼HMAX-DHMAX-D是一種高耐熱中韌性模具鋼，提高了斷裂韌性和抗熱疲勞性能。工作溫度在700℃以上，是一種空冷淬硬的熱作模具鋼，具有高溫韌性和熱穩(wěn)定性高，耐冷熱疲勞性能和熱磨損性能好的優(yōu)點。HMAX-D適用于制造加熱溫度高、使用條件苛刻的熱作模具，如黑色金屬和有色金屬的熱擠壓模具和熱精鍛模具。鋼的使用壽命明顯比3Cr2W8V鋼長。HRC48~50

HMAX-RHMAX-R是一種新型熱作模具鋼，具有較高的耐熱性和中等的韌性。其使用壽命比3Cr2W8V鋼高2-6倍。適用于制造溫度高、與工件接觸時間長、易引起熱變形、塌陷或熱磨損失效的模具。良好的熱強度、紅硬性和耐磨性。2.良好的抗熱震性和耐冷熱疲勞性。3.切削性能好，淬火溫度范圍寬，淬透性好。HMA-R鋼軸承內(nèi)圈成型沖頭)、軸承內(nèi)圈倒槽沖頭)、軸承內(nèi)圈成型模具、軸承外圈成型模具、鋼球熱鐓模具、汽車氣門熱鍛模具、汽車彈簧芯軸、汽車起動電機驅(qū)動齒輪高速鍛造模具、螺母熱鍛模具、柱塞熱壓沖頭、紫銅熱擠壓模具、自行車曲柄滾鍛模具、縫紉機梭頭等HRC50~55

HMAX-3HMAX-3鋼具有中等耐熱性和高韌性，具有優(yōu)異的強韌性、高熱強度、耐磨性、回火穩(wěn)定性、耐冷熱疲勞性和良好的冷熱加工性能，工作溫度在700℃以上。該鋼通用性強，適用于制造高溫、高速、高負荷、急冷急熱條件下工作的模具。其性能優(yōu)于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼，模具壽命是3Cr2W8V鋼的2-3倍。HMAX-3鋼適用于熱鍛模、連桿輥鍛模、軸承套圈毛坯熱擠壓模、高強度鋼精鍛模、中小型機鍛模、高溫輥鍛模、鋁合金壓鑄模等。，效果不錯。HRC48~50

HMAX-4HMAX-4是為銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋模具開發(fā)的新型熱作模具鋼。也是中碳超高強度、空冷硬化的耐高溫模具鋼，具有良好的熱強度、紅硬性和耐磨性。HMAX-4模具鋼具有良好的綜合性能，適用于制造加熱溫度高、使用條件苛刻的銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切和熱軋模具。汽車變速箱同步器銅錐環(huán)、銅彎頭、1/2銅閘閥閥體、1銅閘閥閥體外殼壓鑄模具、銅管熱擠壓模具、軸承套圈熱擠壓模具、液態(tài)模鍛活塞模具等。是3CR2W8V的3-6倍。HRC52~55

HMA-5兩用基體鋼具有純凈的基體、均勻的退火組織、優(yōu)異的各向韌性和延展性、良好的耐磨性、良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)異的淬透性、良好的抗回火和軟化性能、良好的高溫強度、良好的抗熱疲勞性能、優(yōu)異的拋光性能、高硬度、高耐磨性和高韌性。

HMAX-5鋼具有優(yōu)異的沖擊韌性、高耐磨性和高使用硬度。適用于各種熱加工(熱擠壓、壓鑄、復(fù)雜型腔熱鍛)模具，主要用于韌性和硬度都很高的熱加工工況。也可用作冷加工模具材料(如重沖壓、冷鍛)，還可用于高鏡面、高耐磨、高韌性的復(fù)雜型腔塑料模具。也適用于熱模斷面、熱沖壓模具、冷作模具和工作條件惡劣的工程用鋼，如高速熱鍛模具(精密齒輪、曲軸、連桿、閥芯模具、高負荷沖壓模具、滾絲模具等。);也適用于耐磨要求高的增強塑料和壓縮模具；對高溫耐磨性要求高的熱擠壓模具等。

HRC56~58

HMAX-6HMAX-6是一種基體模具鋼，具有很高的耐熱性和韌性，冷熱兩用。硫含量極低(5ppm)，基體純凈，組織均勻，沒有大的共晶碳化物，調(diào)質(zhì)后具有優(yōu)異的沖擊性能，以及高高溫強度和高韌性。

HMAX-6適用于耐磨性極其苛刻的熱鍛工藝(如沖頭)和耐高溫模具(如閥門)。也適用于熱鍛、熱沖壓、熱軋、鐓粗、軸向閉模軋制、熱彎工作條件下的模具或工具。

HRC58~60

模具鋼的性能要求

1. 強度性能

（1）硬度硬度是模具鋼的主要技術(shù)指標(biāo)，模具在高應(yīng)力的作用下欲保持其形狀尺寸不變，必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼在室溫條件下一般硬度保持在HRC60左右，熱作模具鋼根據(jù)其工作條件，一般要求保持在HRC40~55范圍。對于同一鋼種而言，在一定的硬度值范圍內(nèi)，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯的差別。

（2）紅硬性 在高溫狀態(tài)下工作的熱作模具，要求保持其組織和性能的穩(wěn)定，從而保持足夠高的硬度，這種性能稱為紅硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼通常能在180~250℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能，鉻鉬熱作模具鋼一般在550~600℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理工藝。

（3）抗壓屈服強度和抗壓彎曲強度 模具在使用過程中經(jīng)常受到強度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應(yīng)具有一定的抗壓強度和抗彎強度。在很多情況下，進行抗壓試驗和抗彎試驗的條件接近于模具的實際工作條件（例如，所測得的模具鋼的抗壓屈服強度與沖頭工作時所表現(xiàn)出來的變形抗力較為吻合）。抗彎試驗的另一個優(yōu)點是應(yīng)變量的絕對值大，能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態(tài)下變形抗力的差別。

2. 韌性

在工作過程中，模具承受著沖擊載荷，為了減少在使用過程中的折斷、崩刃等形式的損壞，要求模具鋼具有一定的韌性。

模具鋼的化學(xué)成分，晶粒度，純凈度，碳化物和夾雜物等的數(shù)量、形貌、尺寸大小及分布情況，以及模具鋼的熱處理制度和熱處理后得到的金相組織等因素都對鋼的韌性帶來很大的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對于其橫向韌性的影響更為明顯。鋼的韌性、強度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地選擇鋼的化學(xué)成分并且采用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝，以使模具材料的耐磨性、強度和韌性達到最佳的配合。

沖擊韌性系表特征材料在一次沖擊過程中試樣在整個斷裂過程中吸收的總能量。但是很多工具是在不同工作條件下疲勞斷裂的，因此，常規(guī)的沖擊韌性不能全面地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗技術(shù)正在被采用。

3. 耐磨性

決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具能夠在強烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。為了改善模具鋼的耐磨性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持潤滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響。

耐磨性可用模擬的試驗方法，測出相對的耐磨指數(shù)，作為表征不同化學(xué)成分及組織狀態(tài)下的耐磨性水平的參數(shù)。以呈現(xiàn)規(guī)定毛刺高度前的壽命，反映各種鋼種的耐磨水平；試驗是以Cr12MoV鋼為基準(zhǔn)進行對比。

4. 抗熱疲勞能力

熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此，評價熱作模具鋼的斷裂抗力應(yīng)重視材料的熱機械疲勞斷裂性能。熱機械疲勞是一種綜合性能的指標(biāo)，它包括熱疲勞性能、機械疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性三個方面。

熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多；機械疲勞裂紋擴展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后，在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴展時，每一應(yīng)力循環(huán)的擴展量；斷裂韌性反映材料對已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴展的抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴展，必須在裂紋尖端具有足夠高的應(yīng)力強度因子，也就是必須有較大的裂紋長度。在應(yīng)力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴展。

也就是說，抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命；而裂紋擴展速率和斷裂韌性，可以決定當(dāng)裂紋萌生后發(fā)生亞臨界擴展的那部分壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具材料應(yīng)具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴展速率和高的斷裂韌性值。

抗熱疲勞性能的指標(biāo)可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)，也可以用經(jīng)過一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均的深度或長度來衡量。

5. 咬合抗力

咬合抗力實際就是發(fā)生“冷焊”時的抵抗力。該性能對于模具材料較為重要。試驗時通常在干摩擦條件下，把被試驗的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼）進行恒速對偶摩擦運動，以一定的速度逐漸增大載荷，此時，轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大，該載荷稱為“咬合臨界載荷”，臨界載荷愈高，標(biāo)志著咬合抗力愈強。

抗彎強度是斷裂韌性的指標(biāo)嗎

抗彎強度是斷裂韌性的指標(biāo)。這個就是指標(biāo)之一，所以選擇抗彎強度高的就是斷裂韌性好的

熱沖模用什么模具鋼

熱沖模用HMAX系列模具鋼

材料名稱 材料牌號 特性 用途 可用硬度值

HMAX系列熱作模具鋼 HMAX-D HMAX-D是高耐熱中韌性模具鋼，提高了斷裂韌性和熱疲勞抗力。工作溫度達700℃以上，是一種空冷硬化型的熱作模具鋼，具有高溫韌性及熱穩(wěn)定性高，冷熱疲勞抗力和熱磨損性能好等優(yōu)點。 HMAX-D適用于制作受熱溫度較高，使用條件苛刻的熱作模具，如黑色及有色金屬材料的熱擠壓模，熱精鍛模等。鋼使用壽命比3Cr2W8V鋼有顯著提高。 HRC48～50

HMAX-R HMAX-R是新型高耐熱中韌性模具鋼熱作模具鋼，使用壽命比3Cr2W8V鋼高標(biāo)準(zhǔn)2-6倍，適于制造溫度較高，與工件接觸時間長，易引起熱變形塌陷或熱磨損失效的模具。良好的熱強性、紅硬性和耐磨性 2.耐熱沖擊及抗冷熱疲勞性能均佳 3.切削加工性能好、淬火溫度范圍寬、淬透性好。 HMAX-R鋼軸承內(nèi)圈成形沖頭、）軸承內(nèi)圈切底沖頭、）軸承內(nèi)圈成形凹模、軸承外圈成形凹模、鋼球熱鐓模、汽車氣門熱鍛模、汽車彈簧芯棒、汽車起動電機驅(qū)動齒輪高速鍛模、螺母熱鍛模、柱塞熱壓沖頭、紫銅熱擠壓模、自行車曲柄滾鍛模、縫紉機擺梭頭等。 HRC50～55

HMAX-3 HMAX-3鋼是中耐熱高韌性具有優(yōu)良的強韌性，較高熱強性、耐磨性、回火穩(wěn)定性，抗冷熱疲勞性能、冷熱加工性能好，工作溫度700℃以上。該鋼通用性強，適合于制作在高溫、高速、高負荷、急冷急熱條件下工作的模具，其性能優(yōu)于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼，模具壽命比3Cr2W8V鋼提高標(biāo)準(zhǔn)2—3倍。 HMAX-3鋼適用于熱鍛成形凹模、連桿輥鍛模、軸承套圈毛坯熱擠壓凹模、高強鋼精鍛模、中小型機鍛模、高溫軋輥模具、鋁合金壓鑄模等模具上，都有良好的效果。 HRC48～50

HMAX-4 HMAX-4是針對銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋輥模而研制的新型熱作模具用鋼，也是一種中碳超高強度和空冷硬化型耐高溫模具鋼，具有良好的熱強性、紅硬性和耐磨性。 由于HMAX-4模具鋼種的各項綜合性能良好，適用于制作受熱溫度較高，使用條件要求苛刻的銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋輥模熱作模具。汽車變速箱同步器銅錐環(huán)壓鑄模、銅彎管接頭壓鑄模、1/2銅閘閥體壓鑄模、1銅閘閥體殼壓鑄模、銅管熱擠壓模、軸承套圈熱擠壓模、液鍛活塞模等模具比3CR2W8V名稱提高3-6倍。 HRC52～55

HMAX-5 "冷熱兩用基體鋼，基體純凈、 退火組織均勻、各個方向都具有優(yōu)良的韌性和延展性、 良好的耐磨性 、 良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的淬透性、良好的抗回火軟化性能、良好的高溫強度、良好的抗熱疲勞性、 極佳的拋光性，兼具高硬度高耐磨性和高韌性。

" "HMAX-5鋼具有優(yōu)異的沖擊韌性、高耐磨性、高的使用硬度，適用于各種熱作（熱擠壓、壓鑄、復(fù)雜型腔熱鍛）模具，主要針對高韌性和高硬度兼?zhèn)涞臒釕B(tài)工況，也可以作為冷作模具材料（如重型沖裁、冷鍛等），還可用于高鏡面、高耐磨性、高韌性的復(fù)雜型腔塑膠模具。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 也適用于工況非常苛刻的熱模段、 熱沖壓模具、 冷作模具和工程用鋼， 例如： 高速熱鍛模具（精密齒輪、曲軸、連桿、氣門芯模具， 高負荷沖切模具、 搓絲模具等；也適用于耐磨性要求特高的增強型塑料和壓塑模具；高溫耐磨性要求很高的熱擠壓模具等。

HRC56～58

HMAX-6 "HMAX-6是高耐熱高韌性冷熱兼用基體模具鋼，硫含量極低（＜ 5ppm） ， 基體純凈、 組織均勻， 無大塊共晶碳化物、 淬回火后有優(yōu)越的沖擊性能， 兼有高的高溫強度、 高韌性。

" "HMAX-6適用于熱鍛工藝中對耐磨性異常嚴苛（ 如沖頭類） 的情況和耐高溫模具（ 如氣門類） 。也適合應(yīng)用與熱鍛、熱沖、熱軋、頂鍛、軸向閉模軋制、熱彎等工況下的模具或工具。

" HRC58～60

模具失效的特點???

模具失效

冷熱模具在服役中失效的基本形式可分為：塑性變形；磨損；疲勞；斷裂。

(1)塑性變形。

塑性變形即承受負荷大于屈服強度而產(chǎn)生的變形。如凹模出現(xiàn)型腔塌陷、型孔擴大、棱角倒塌陷以及凸模出現(xiàn)鐓粗、縱向彎曲等。尤其熱作模具，其工作表面與高溫材料接觸，使型腔表面溫度往往超過熱作模具鋼的回火溫度，型槽內(nèi)壁由于軟化而被壓塌或壓堆。低淬透性的鋼種用作冷鐓模時，模具在淬火加熱后，對內(nèi)孔進行噴水冷卻產(chǎn)生一個硬化層。模具在使用時，如冷鐓力過大，硬化層下面的基底抗壓屈服強度不高，模具孔腔便被壓塌。模具鋼的屈服強度一般隨碳(c)的含量從某些合金元素的增多而升高，在硬度相同的情況下，不同化學(xué)成分的鋼具有的抗壓強度不同，當(dāng)鋼硬度為63HRC時，下列4種鋼的抗屈服強度由高到低依次順序為：W18Cr4VCr12Cr6WV5CrNiW。

(2)磨損失效。

磨損失效是指刃門鈍化、棱角變圓、平面下陷、表面溝痕、剝落粘膜(在摩擦中模具工作表而粘了些坯料金屬)。另外，凸模在工作中，由于潤滑劑燃燒后轉(zhuǎn)化為高壓氣體，對凸模表面進行劇烈沖刷，形成氣蝕。

冷沖時，如果負荷不大，磨損類型主要為氧化，磨損也可為某種程度的咬合磨損，當(dāng)刃口部分變鈍或沖壓負荷較大時，咬合磨損的情況會變得嚴重，而使磨損加快，模具鋼的耐磨性不僅取決于其硬度，還決定于碳化物的性質(zhì)、大小、分布和數(shù)量，在模具鋼中，目前高速鋼和高鉻鋼的耐磨性較高。但在鋼中存在有嚴重的碳化物偏析或大顆粒的碳化物情況下，這些碳化物易剝落，而引起磨粒磨損，使磨損加快。較輕冷作模具鋼(薄板沖裁、拉伸、彎曲等)的沖擊，載荷不大，主要為靜磨損。在靜磨損條件下，模具鋼的含碳量多，耐磨性就大。在沖擊磨損條件下(如冷鐓、冷擠、熱鍛等)，模具鋼中過多的碳化物無助于提高耐磨性，反而因沖擊磨粒磨損，而降低耐磨性。

研究表明，在沖擊磨粒磨損條件下，模具鋼含碳量以O(shè).6％為上限，冷鐓模在沖擊載荷條件下工作，如模具鋼中碳化物過多，容易固沖擊磨損而山現(xiàn)表面剝落。這些剝落的硬粒子將成為磨粒，加快磨損速度。熱作模具的型腔表面，由于高溫軟化而使耐磨性降低，此外，氧化鐵皮也起到磨料的作用，同時還有高溫氧化腐蝕作用。

(3)疲勞失效。

疲勞失效的特征：模具某些部位經(jīng)過一定的服役期，萌生了細小的裂紋，并逐漸向縱深擴展，擴展到一定尺寸時，嚴重削弱模具的承載能力而引起斷裂。疲勞裂紋萌生于應(yīng)力較大部位，特別是應(yīng)力集中部位(尺寸過渡、缺口、刀痕、磨損裂紋等處)，疲勞斷裂時斷門分兩部分，一部分為疲勞裂紋發(fā)展形成的疲勞處破裂斷面，呈現(xiàn)貝殼狀，疲勞源位于貝殼頂點。另一部分為突然斷裂，呈現(xiàn)不平整粗糙斷面。

使模具發(fā)生疲勞損傷的根本原因為特環(huán)載荷，凡可促使表面拉應(yīng)力增大的因素均能加速疲勞裂紋的萌生。

冷作模具在高硬狀態(tài)下工作時，模具鋼具有很高的屈服強度和很低的斷裂韌性。高的屈服強度有利于推遲疲勞裂紋的產(chǎn)生，但低的斷裂韌性使疲勞裂紋的擴展速率加快和臨界長度減小，使疲勞裂紋擴展循環(huán)數(shù)大大縮短，因此，冷作模具疲勞壽命主要取決于疲勞裂紋萌生時間。

熱作模具一般在中等或較低的硬度狀態(tài)下服役，模具斷裂韌性比冷作模具高得多，因此，在熱作模具中，疲勞裂紋的擴展速度低于冷作模具，臨界長度大于冷作模，熱作模具疲勞裂紋的亞臨界擴展周期較冷作模長得多，但熱作模具表面受急冷，急熱很易萌生冷熱疲勞裂紋，熱作模具的疲勞裂紋萌生時間比冷作模短得多，因此，許多熱作模其疲勞斷裂壽命主要取決于疲勞裂紋擴展的時間。

(4)斷裂失效。

斷裂失效常見形式有：崩刃、腡齒、劈裂、折斷、脹裂等，不同模具斷裂的驅(qū)動力不同。冷作模具、所受的主要為機械作用力(沖壓力)。熱作模所受除機械力外，還有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，有許多熱作模具的工作溫度較高，又采用強制冷卻，其內(nèi)應(yīng)力可遠遠超過機械應(yīng)力，因此，許多熱作模的斷裂主要與內(nèi)應(yīng)力過大有關(guān)。

模具斷裂過程有兩種：一次性斷裂和疲勞斷裂。一次性斷裂為模具有時在沖壓時突然斷裂，裂紋一旦萌生，后即失穩(wěn)、擴展。它的主要原因為嚴重超載或模具材料嚴重脆化(如過熱、回火不足、嚴重應(yīng)力集十及嚴重的冶金缺陷等)。

3 模具失效原因及預(yù)防措施

(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理引起失效。

尖銳轉(zhuǎn)角(此處應(yīng)力集中高于平均應(yīng)力十倍以上)和過大的截面變化造成應(yīng)力集中，常常成為許多模具早期失效的根源。并且在熱處理淬火過程中，尖銳轉(zhuǎn)角引起殘余拉應(yīng)力，縮短模具壽命。

預(yù)防措施：凸模各部的過渡應(yīng)平緩圓滑，任何役小的刀痕都會引起強烈的應(yīng)力集中，其直徑與長度應(yīng)符合—定要求。

(2)模具材料質(zhì)量差引起的失效。

模具材料內(nèi)部缺陷，如疏松、縮孔、夾雜成份偏析、碳化物分布不均、原表面缺陷(如氧化、脫碳、折疊、疤痕等)影響鋼材性能，

a．夾雜物過多引起失效。

鋼中存在夾雜物足模具內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的根源，尤其是脆性氧化物和硅酸鹽等，在熱壓力加工中不發(fā)生塑性變形，只會引起脆性的破裂而形成微裂紋。在以后的熱處理和使用中訪裂紋進一步擴展，而引起模具的開裂。此外，在磨削中，由于大顆粒夾雜物剝落造成表面孔洞。

b．表面脫碳引起失效。

模具鋼在熱壓力加工和退火時，常常由于加熱溫度過高，保溫時間過長，而造成鋼材表面脫碳，嚴重脫碳的鋼材在機械加工后，有時仍殘留有脫碳層，這樣在淬火時，由于內(nèi)外層組織的不同(表面脫碳層為鐵索體，內(nèi)部為珠光體)造成組織轉(zhuǎn)變不一致，而產(chǎn)生裂紋。

c．碳化物分布不勻，引起失效。

Crl2、Cr112MoV等模具鋼含碳量和合金元素較高，形成了許多共晶碳化物，這些碳化物在鍛造比較小時，易呈現(xiàn)帶狀和網(wǎng)狀偏析，導(dǎo)致淬火時常出現(xiàn)沿帶狀碳化物分布的裂紋，模具在使用中裂紋進一步擴展，而造成模具開裂失效。

預(yù)防措施：鋼在緞軋時，模具應(yīng)反復(fù)多方向鍛造，從而鋼中的共晶碳化物擊碎得更細小均勻，保證鋼碳化物不均勻度級別要求。

(3)模具的機加上不當(dāng)。

a 切削中的刀痕：模具的型腔部位或凸模的圓角部位在機加工中，常常因進刀太探而使局部留下刀痕，造成嚴重應(yīng)力集中，當(dāng)進行淬火處理時，應(yīng)山集中部位極易產(chǎn)生微裂紋。

預(yù)防措施：在零件粗加工的最后一道切削中，應(yīng)盡量減少進刀量，提高模具表面光潔度。

b 電加工引起失效。模具在進行電加工時，由于放電產(chǎn)生大量的熱，將使模具被加工部位加熱到很高溫度，使組織發(fā)生變化，形成所謂的電加工異常層，在異常層表面由于高溫發(fā)生熔融，然后很快地凝固，該層在顯微鏡下呈白色，內(nèi)部有許多微細的裂紋，白色層下的區(qū)域發(fā)生淬火，叫淬火層，再往里由于熱影響減弱，溫度不高，只發(fā)生回火，稱回火層。測定斷面硬度分布：熔融再凝固層，硬度很高，達610~740HRC，厚度為30m，淬火層硬度400~500HRC，厚為20m?；鼗饘俑邷鼗鼗?，組織較軟，硬度為380—400HRC，厚為10m。

預(yù)防措施：①用機械方法去除開常層中的再凝固層，尤其是微觀裂紋；②在電加工后進行一次低溫回火，使異常層穩(wěn)定化，以防微裂紋擴展。

c磨削加工造成失效。模具型腔面進行磨削加工時，由于磨削速度過大，砂輪粒度過細或冷卻條件差等因素影響，均會導(dǎo)致磨削表曲過熱或引起表面軟化，硬度降低，使模具在使用中因磨損嚴重，或熱應(yīng)力而產(chǎn)生 磨削裂紋，導(dǎo)致早期失效。

預(yù)防措施：①采用切削力強的粗砂輪或粘結(jié)性差的砂輪；②減少工件進給量；③選用合適的冷卻劑；④磨削加工后采用250~350℃回火，以除磨削應(yīng)力。

(4)模具熱處理工藝不合適。

加熱溫度的高低、保溫時間長短、冷卻速度快慢等熱處理工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，都將成為模具失效因素。

a．加熱速度：模具鋼中含有較多的碳和合命元素，導(dǎo)熱性差，因此，加熱速度不能太快，應(yīng)緩慢進行，防止模具發(fā)生變形和開裂。在空氣爐中加熱淬火時，為防止氧化和脫碳，采用裝箱保護加熱，此時升溫速度不宜過快，而透熱也應(yīng)較慢。這樣，不會產(chǎn)生大的熱應(yīng)力，比較安全。若模具加熱速度快，透熱快，模具內(nèi)外產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。如果控制不當(dāng)，很容易產(chǎn)生變形或裂紋，必須采用預(yù)熱或減慢升溫加速度來預(yù)防。

b．氧化和脫碳的影響。模具淬火是在高溫度下進行的，如不嚴格控制，表曲很易氧化和脫碳。另外，模具表面脫碳后，由于內(nèi)外層組織差異、冷卻中出現(xiàn)較大的組織應(yīng)力、導(dǎo)致淬火裂紋。

預(yù)防措施：可采用裝箱保護處理，箱內(nèi)填充防氧化和脫碳的填充材料。

(1)冷卻條件的影響。

不同模具材料，據(jù)所要求的組織狀態(tài)、冷卻速度是不同的。對高合金鋼，由于含較多合金元素，淬透性較高，可以采用油冷、空冷甚至等溫淬火和等級淬火等熱處理工藝。

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