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十种模具钢淬火裂纹介绍

一、纵向裂纹

      产生纵向裂纹的原因是因为当模具完全淬透时,心部转换成比容量最大的淬火马氏体,从而形成切向拉应力,而且模具钢的含碳量越多,形成的切向拉应力就越大,拉应力大过钢强度的极限时,纵向裂纹就产生了。

裂纹走向呈轴向,形状细且长。

二、横向裂纹

       产生横向裂纹是因为还没淬透模具,淬硬区和没有淬硬区过渡的部分存在大的拉应力,大型模具快速冷却的时候容易产生大的拉应力峰值,因为形成的轴向应力大过切向应力,所以就形成了横向裂纹。
冷作模具钢
横向裂纹是垂直在轴向。

三、弧状裂纹

产生弧状裂纹是因为在淬火时棱角处产生的应力是平滑表面平均应力的10倍

弧状裂纹主要呈现在模具棱角、凸台、刀纹、尖角、直角、缺口、孔穴、凹模接线飞边等形状突变处。

四、剥离裂纹

       因为模具的表层组织和心部组织比容不同,而淬火的时候表层形成轴向、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300℃以下低温回火快速加热,会促使表层形成拉应力,而钢基体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。

剥离裂纹是在模具服役时在应力作用下,淬火硬化层一块块从钢基体中剥离。

五、网状裂纹

       产生网状裂纹的原因有几点:1.原材料本身有着比较深的脱碳层,冷却加工时没有除去;2.模具脱碳表面金属结构和马氏体含有的碳量不同,比容不同钢脱碳表层淬火时脱碳表层淬火时产生大的拉应力,表层金属往往沿晶界被拉裂成网状;3.原材料的粗晶粗晶粒钢、原始组织粗大,存在大块状铁素体,一般的淬火无法消除,留在淬火组织中,也有可能是控温不准,或者仪表失灵,都可能产生网状裂纹。

网状裂纹又叫龟裂,它的深度较浅,一般深约0.01~1.5mm,呈辐射状。

六、冷处理裂纹

      模具钢较多的是中、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,要是放在零度以下继续冷却,能使残余奥氏体发生马氏体转变,因此,冷处理的实质是淬火继续。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。

七、磨削裂纹

      造成磨削裂纹的原因有:原材料预处理不当,没能充分消除原材料块状、网状、带状碳化物和发生严重脱碳;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;

磨削裂纹微细裂纹与磨削方向垂直,深约0.05-1.0mm。
热作模具钢
八、线切割裂纹

      线切割裂纹形成是因为原材料存在严重的碳化物偏析或者仪表坏了,淬火加热温度过高,晶粒粗大,降低材料强韧性,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。

线切割裂纹是弧尾状刚劲变质层裂纹

九、疲劳裂纹

模具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。

十、应力腐蚀裂纹

      应力腐蚀裂纹就是金属模具因为化学反应或电化学反应过程,引起从表至内组织结构损坏腐蚀作用而产生开裂。
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