模具钢材常见缺陷原因分析与处理方法
模具钢热处理十种组织缺陷分析及对策.
模具钢热处理十种组织缺陷分析及对策王荣滨(南弯工具厂江西330004摘要讨论了模具钢十种热处理组织缺陷及消除方法,可产生明显经济效益和社会效益。
关键词模具钢组织缺陷对策Abstract This paper analyzes ten kinds of microstruture defect of heat treatment moldsteel,and it also gives the relative solutions to avoid defects,which can obviously bringabout the economic benefit.K eyw ords mold steel microstructure defect countermeasures钢的物理性能、化学性能和力学性能决定钢的热处理组织,正常组织赋予钢产品优异性能和高寿命;热处理组织缺陷恶化钢的性能,降低模具产品质量和使用寿命,甚至产生废品和发生事故。
因种种原因,钢热处理主要有十种组织缺陷,分析原因,采取对策,提高模具使用寿命,有显著技术经济效益。
1奥氏体晶粒粗大钢奥氏体晶粒定为13级,1级最粗,13级最细。
1~3级为粗晶粒,4~6级为中等晶粒,7~9级为细晶粒,10~13级为超细晶粒。
晶粒愈细,钢的强韧性愈佳,淬火易得到隐晶马氏体;晶粒愈粗,钢的强韧性愈差,淬火易得到脆性大的粗马氏体。
实践证明,奥氏体形成后,随着温度升高和长时间保温,奥氏体晶粒急剧长大。
当加热温度一定时,快速加热奥氏体晶粒细小;慢速加热,奥氏体晶粒粗大。
奥氏体晶粒随钢中W、Mo、V元素增加而细化,随钢中C、Mn元素增加而增大。
钢最终淬火前未经预处理,奥氏体晶粒愈粗化,淬火得粗马氏体,强韧性低,脆性大。
仪表跑温,晶粒粗化,降低晶粒之间结合力,恶化力学性能。
对策—合理选择加热温度和保温时间。
加热温度过低,起始晶粒大,相转变缓慢;加热温度过高,起始晶粒细,长大倾向大,得到粗大奥氏体晶粒。
钢材缺陷、产生原因及处理办法
1、圆钢1.1耳子棒材表面沿轧制方向的连续条状凸起，肉眼即可辨别。
1.1.1产生原因主要是轧件在孔型内过充满、导卫安装不正确、钢温低等造成的；过盈充满、减面率过大、辊缝调整不当、入口倒卫偏。
单耳多是由安装不正导致的，双耳多是由K2孔来料大，造成成品到此过充满引起的。
1.1.2解决办法入口导板要对准孔型，安装牢靠；合理使用坯料，保证各槽钢尺寸及断面形状合格；使用适当的孔型，适当的压下量。
2.1折叠棒材表面沿轧制方向平直或弯曲的曲线，在横截面呈小角度交角状的缺陷，这种折叠线很长，几乎通向整个产品的纵向，肉眼即可识别。
2.1.1产生原因由于前道次产生耳子，也可能是其他纵向突起物扎入本体；方坯缺陷处理不当留下的深沟，轧制时可能形成折叠；切分带宽大形成折叠；钢坯质量切分形成折叠。
判断是否轧钢原因：是否通条折叠或者连续批次都出现折叠。
2.1.2解决办法进行适当的轧辊调整，合理使用各槽钢料；正确安装导卫板，对准孔型；经常检查入口导卫板的磨损情况。
3.1裂纹顺着轧制方向出现的比较深的连续的线状缺陷，肉眼即可辨别。
3.1.1产生原因一是由于炼钢连铸坯的原因，一般裂纹内有夹杂物，因为坯料上有未消除的裂纹、皮下气泡、及金属夹杂物等在棒材表面形成裂纹缺陷；二是轧钢原因引起的，主要是加热和冷却制度的影响。
在冷却过程中由于组织应力和热应力的原因，加热时，尤其是高碳钢和合金钢的导热性比较差，如果加热过快很容易造成钢坯内外温度不均而产生裂纹。
3.1.2解决办法控制冷却制度，制定合理的加热制度。
4.1结巴在棒材表面与棒材本体部分结合或者完全未结合的金属片状层，肉眼即可辨别。
4.1.1产生原因在成品以前道次轧件上凸起物扎入本体形成；已脱离轧件的金属碎屑扎在轧件表面上形成；前道轧槽有掉肉现象。
4.1.2解决办法清理坯料上的异物；及时清理导卫上的刮丝。
5.1划伤或划痕主要是成品，特别是高温下的成品，通过有缺陷的的设备将棒材表面划伤所造成的，肉眼即可识别。
模具铸造五大缺陷及解决对策
缺陷一：铸造缩孔主要原因有合金凝固收缩产生铸造缩孔和合金溶解时吸收了大量的空气中的氧气、氮气等，合金凝固时放出气体造成铸造缩孔。
解决的办法：1）放置储金球。
2）加粗铸道的直径或减短铸道的长度。
3 ）增加金属的用量。
4）采用下列方法，防止组织面向铸道方向出现凹陷。
a.在铸道的根部放置冷却道。
b.为防止已熔化的金属垂直撞击型腔，铸道应成弧形。
C.斜向放置铸道。
缺陷二：铸件表面粗糙不光洁缺陷型腔表面粗糙和熔化的金属与型腔表面产生了化学反应，主要体现出下列情况。
1）包埋料粒子粗，搅拌后不细腻。
2）包埋料固化后直接放入茂福炉中焙烧，水分过多。
3）焙烧的升温速度过快，型腔中的不同位置产生膨胀差，使型腔内面剥落。
4）焙烧的最高温度过高或焙烧时间过长，使型腔内面过于干燥等。
5 ）金属的熔化温度或铸圈的焙烧的温度过高，使金属与型腔产生反应，铸件表面烧粘了包埋料。
6）铸型的焙烧不充分，已熔化的金属铸入时，引起包埋料的分解，发生较多的气体，在铸件表面产生麻点。
7）熔化的金属铸入后，造成型腔中局部的温度过高，铸件表面产生局部的粗糙。
解决的办法：a.不要过度熔化金属。
b.铸型的焙烧温度不要过高。
C.铸型的焙烧温度不要过低（磷酸盐包埋料的焙烧温度为800度-900 度）。
d.避免发生组织面向铸道方向出现凹陷的现象。
e.在蜡型上涂布防止烧粘的液体。
缺陷三：铸件发生龟裂缺陷有两大原因，一是通常因该处的金属凝固过快，产生铸造缺陷（接缝）；二是因高温产生的龟裂。
1）对于金属凝固过快，产生的铸造接曜，可以通过控制铸入时间和凝固时间来解决。
铸入时间的相关因素：蜡型的形状。
铸到的粗细数量。
铸造压力（铸造机）。
包埋料的透气性。
凝固时间的相关因素：蜡型的形状。
铸圈的最高焙烧温度。
包埋料的类型。
金属的类型。
铸造的温度。
2）因高温产生的龟裂，与金属及包埋料的机械性能有关。
下列情况易产生龟裂：铸入温度高易产生龟裂；强度高的包埋料易产生龟裂；延伸性小的银烙合金及钻烙合金易产生龟裂。
模具钢淬火十种裂纹分析与措施
模具钢淬火十种裂纹分析与措施模具钢是工业生产中常用的材料，其强度高、硬度好、抗磨损性能好等特点成为了制品的优选材料。
但是在生产过程中，模具钢经过淬火处理后，往往会出现各种裂纹，严重影响模具的使用寿命和加工效率。
为此，我们需要对模具钢淬火中常出现的十种裂纹进行分析，并提出相应的措施。
一、火花裂纹火花裂纹是由于铸造钢中的气孔和夹杂物在高温状态下合并膨胀，导致金属内部产生裂纹。
为了避免该现象的产生，建议在制造加工过程中加强钢锭的冶炼质量控制，采用真空熔炼、热等静压和快速凝固技术去除气孔和夹杂物。
二、负荷裂纹负荷裂纹是由于模具钢在淬火时由于急剧的温度变化而引起的裂纹，也是淬火裂纹中最为常见的一种。
淬火时需要控制冷却速度，避免急剧温度变化，同时要控制模具钢的加热温度，确保温度均匀提高。
三、回火软化回火软化是因为模具钢在淬火后经过回火处理后硬度降低，从而引发裂纹的现象。
为避免回火软化，建议选择合适的回火温度和时间，避免过高或过低的回火温度。
四、管道裂纹管道裂纹是模具钢在淬火后由于气化过程中引起的内部膨胀而产生的裂纹。
为避免管道裂纹的发生，应采取合适的淬火工艺和控制冷却速度，避免过快的冷却。
五、表面裂纹表面裂纹是在制作模具钢的过程中表面出现的裂纹，通常是由于加工引起的。
为防止表面裂纹，可以采用加工时逐步减小切削深度和提高切削速度的方法。
六、轮廓裂纹轮廓裂纹是由于模具钢在淬火后因变形应力而产生的裂纹。
为避免轮廓裂纹的产生，应在淬火后对模具进行适当的回火处理。
七、疲劳裂纹疲劳裂纹是由于模具钢在长时间循环负载下出现的裂纹。
为预防疲劳裂纹的发生，应注重模具的设计及生产质量，确保模具的强度和硬度等性能符合要求。
八、柔韧性裂纹柔韧性裂纹是由于模具钢在淬火后由于变形所引起的裂纹。
为预防柔韧性裂纹，可以采用自然回火工艺或选择合适的预加工技术来减小模具的变形。
九、氢致裂纹氢致裂纹是由于模具钢在制造过程中受到外界湿度等因素的影响，产生了氢致脆弱的裂纹。
模具常见问题分析及其解决方法
模具常见问题分析及其解决方法概述模具是工业生产中常用的一种工具，它在各个行业中被广泛应用。
然而，随着使用时间的增加，模具也会出现各种问题。
本文将详细分析模具常见问题，并提供相应的解决方法，以帮助读者更好地应对模具问题。
问题一：模具磨损严重模具磨损是使用寿命过程中常见的问题之一。
其主要表现为模具表面磨损或凹陷。
磨损的原因可能是： - 使用材料硬度较高 - 使用时间较长 - 模具润滑不足 - 模具设计不合理解决方法： - 使用耐磨性能更好的模具材料，如优质钢材 - 定期进行模具保养和维护，及时更换磨损严重的部件 - 在使用过程中保持适当的模具润滑，减少磨损 - 对模具进行优化设计，减少出现磨损的可能性问题二：模具尺寸偏差大模具尺寸偏差大是另一个常见问题。
这可能导致生产出的产品尺寸不准确，影响产品质量。
尺寸偏差大的原因包括： - 模具制造过程中的测量误差 - 模具材料膨胀或收缩不均匀 - 模具结构设计不合理解决方法： - 提高模具制造过程中的测量精度，并进行多次验证 - 选择合适的模具材料，控制材料膨胀或收缩的影响 - 对模具结构进行优化设计，避免尺寸偏差的产生问题三：模具易生锈模具易生锈是模具在使用过程中常见的问题之一。
模具生锈不仅影响外观，还可能导致模具损坏。
模具易生锈的原因可能是： - 环境湿度较高 - 模具存放不当 - 模具润滑不足解决方法： - 控制使用环境湿度，尽量保持干燥 - 对模具进行正确的存放，避免受潮或受酸碱腐蚀 - 在使用过程中，保持模具的适度润滑，防止生锈问题四：模具易断裂模具易断裂是一种严重的问题，可能导致模具报废，造成生产线停机。
模具易断裂的原因包括： - 模具结构设计不合理 - 模具材料不合格或强度低 - 模具使用过程中发生过载解决方法： - 对模具结构进行优化设计，提高其受力性能 - 选择合适的模具材料，确保其强度和韧性满足要求 - 在使用过程中，避免过载操作，及时发现并处理异常情况问题五：模具易堵塞模具易堵塞是模具在使用过程中常见的问题，特别是对于塑料注塑模具。
08节 塑胶模具钢材失效原因分析与改善对策
第八节塑胶模具钢材失效原因分析与改善对策由于各类模具钢材本身的特性不同，所处的加工条件不同，热处理方式不同，所加工的产品胶料与批量不同，对模具表面的要求也不一样，因而其失效形式是多种多样的，原因也是形形色色。
往往客户在加工及使用过程中碰到模具失效，首先，抱怨的是原材料有问题，其实，据有权威验证：每月收获并处理的钢材投诉约为50-80宗，但经理化测试和缜密分析得出结论：真正投诉成立，属于原材不良（如材料疏松、偏析、夹层、原材裂纹等）的个案只占总投诉的10%～20%。
绝大多数模具失效的原因往往关乎模具的设计、加工、热处理、表面处理、使用维护、甚至选材不当。
一、模具失效形式定义与分类：1.1模具失效：指模具失去正常工作的能力，模具工作部分发生严重磨损或损坏而不能用一般修复方法（刃磨、抛磨）使其重新服役的现象。
模具的失效分：偶然失效与工作失效。
有达到预定寿命的正常失效，也有远低于预定寿命的早期失效。
正常失效是比较安全的，而早期失效则带来经济损失，甚至可能造成人身或设备事故，因此，应尽量避免。
模具在工作过程中可能同时出现多种形式的损伤，各种损伤相互渗透、相互促进、各自发展，最终导致模具失去正常功能。
1.2 模具寿命：指模具自正常服役至工作失效期间内所能完成制件加工的次数。
若模具在使用中需返修，则模具总寿命为各次返修完成制件加工数的总和。
1.3 模具的主要失效形式：有断裂、过量变形、表面损伤和冷热疲劳。
冷热疲劳主要出现于热作模具与急冷急热的注塑模具。
其他三种失效形式在冷、热作、注塑模具上均可能出现。
冷作模具：包括冲裁模、弯曲模、拉深模、冷挤压模、冷镦模、成形模等。
热作模具：包括热锻模、热精锻模、热挤压模、压铸模、热冲裁模等。
成型模具：包括塑料模、橡胶模、陶瓷模、玻璃模、粉未冶金模等。
热作模具是用来使零件热成型的，热作模具包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类；冷作模具主要为冲压模具与静压成型模具；热作模具钢对硬度要求适当，侧重于红硬性，导热性，耐磨性。
模具钢原材料缺陷和磨削裂纹分析与措施
获得更 多 的利润 和更强 的竞争力 。
● 柚斟 与 热 处 理 ●
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模具钢 原材料缺陷和磨削裂纹分析与措施
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南 昌 王荣 滨
【 要 】模具 钢 原 材料 冶金 缺 陷是先 天 性 不 摘 ：
布 ，增加过热敏感性 。因碳和合 金元素聚
集 ， 了碳化物 堆集处熔 点 ， 降低 导致 该处组
织过热 过烧 和引起应力集 中 ，成为裂纹‘ 。
源 ， 火 时 易 开 裂 ； 化 物 不 均 匀分 布 ， 淬 碳 将 引起 淬 火 晶 粒 度 粗 细 大 小 不 均 因碳化 物 聚集 处有 大 量 未 熔 解 碳 化 物阻 碍 奥 氏体 晶 ’ 粒 长 大 ， 此 处 晶粒 细 小 。 非 碳 化物 堆集 则 而 一 处 的未 溶 解 碳 化 物 少 ，无 法 阻 碍奥 氏体 晶
范 生 产 操 作 过 程 ，往 往 可 以避 免 出现 此 类 质量事 故。
八 结 语
综 上所述 ，影 响高强度 紧 固件 品质的
工 艺 因 素 有 钢 材 设 计 、球 化 退 火 、剥 壳 除
鳞、 拉拔 、 冷镦成形 、 螺纹加 工 、 热处理等方 面， 有时则是诸种 因素 的叠加 。我们 知道 ， 紧 固件缺 陷正是 由于产 品质量特性 的被动 性造成 的 ，只有 对产 品制造 流程 中的工艺
ｌ１ 化 物 偏 析 ３ 碳 ．
Байду номын сангаас
察 到的缩孔 疏松 、 气泡 白点 、 粗大 夹杂物及
显微孔隙等 。缩孔疏 松 ， 因钢锭 开坯 时 ， 缩
＝ ‘
模具钢热处理后硬度不足或不均的原因及对策
模具热处理硬度是非常重要的力学性能指标，硬度不合格是十分严重的缺陷。
模具热处理后硬度不足或硬度不均将使模具耐磨性及疲劳强度等性能降低，导致模具早起失效，严重降低模具的使用寿命。
1.产生原因1)模具截面大，钢材淬透性差，如大型模具选用了淬透性低的钢种。
2)模具钢原始组织中碳化物偏析严重或组织粗大，钢中存在石墨碳和碳化物偏析、聚集。
3)模具锻造工艺不正确，锻造后未进行很好的球化退火，使模具钢球化组织不良。
4)模具表面未除净退火或淬火加热时产生的脱碳层。
5)模具淬火温度过高，淬火后残留奥氏体量过多；或淬火温度过低，加热保温时间不足，使模具钢的相变不完全。
6)模具淬火加热后冷却速度过慢，分级与等温温度过高或时间过长，淬火冷却介质选择不当。
7)碱浴水分过少，或淬火冷却介质中含杂质过多，或淬火冷却介质老化。
8)模具淬火冷却后出淬火冷却介质时温度过高，冷却不足。
9)回火不充分及回火温度过高等。
2.对策1)正确选用模具钢种，大型模具应选用淬透性高的高合金模具钢。
2)加强原材料检查，确保原材料符合标准。
对不良原材料钢材进行合理的锻造并进行球化退火处理，确保获得良好的组织。
碳素工具钢不易多次退火，以防石墨化。
3)严格执行锻造工艺和球化退火工艺，保证有良好的预备热处理组织。
4)热处理前应彻底清除模具表面的锈斑和氧化皮，并注意加热时的保护，尽量采用真空加热淬火或保护气氛加热淬火，盐浴加热时应进行良好的脱氧处理。
5)正确制订模具淬火加热工艺参数，确保相变充分，以大于临界冷却速度的冷却速度进行快速冷却，以获得合格的金相组织。
6)正确选用淬火冷却介质和冷却方式，严格控制分级与等温温度和时间。
7)要严格控制碱浴水分含量，对长期使用的淬火冷却介质要经常进行过滤及定期更换，并保持清洁，定期检测其淬火冷却特性曲线。
8)对尺寸大的模具，适当延长浸入淬火冷却介质的时间，防止模具出淬火冷却介质的温度过高。
9)模具淬火后应及时、充分回火，并防止回火温度过高。
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模具钢材常见缺陷原因分析与处理方法
模具产品生产过程中，模具钢材常常会出现各种缺陷，本文介绍了模具钢材常见的缺陷产生原因和解决方案。
1、变形
材料变形原因之一是由于制造商为了降低成本，实际采用模具的材料并非专用模具钢材，模板的刚性不足，厚度不够，造成的变形。
预防措施：①在制造精密复杂模具时，要尽量选择碳化物偏析较小的模具钢，不要图便宜，选用小钢厂生产的材质较差钢材。
②对存在碳化物严重偏析的模具钢要进行合理锻造，来打碎碳化物晶块，降低碳化物不均匀分布的等级，消除性能的各向异性。
③对锻后的模具钢要进行调质热处理，使之获得碳化物分布均匀、细小和弥散的索氏体组织、从而减少精密复杂模具热处理后的变形。
④对于尺寸较大或无法锻造的模具，可采用固溶双细化处理，使碳化物细化、分布均匀，棱角圆整化，可达到减少模具热处理变形的目的。
处理时除了对应解决外，加宽模脚或在模具中部各点使用加力柱顶住。
某些模具本身要求并不高，可在焦点位置瞬间高温加热变形，相当有效。
人们经常磨掉模板的边缘，使其减少了接触面，要尽量减少磨深，以利于模具的有效寿命。
模板变形后的型腔角尺度的偏差是很难纠正的，过紧的芯子使得型腔被壁变形，多型腔时这种现象特别严重，勉强使用的话，模板中间的飞边不会改观，尤其是注射尼龙等流动性好产品，应该磨平重配芯子。
模具修整时焊接在较薄位子，变形量也是不可忽视的。
另外，热处理不当和残余应力，电火花加工应力等原因也会造成模具内各部分的膨胀的不一致性，从而形成因加热不均的内应力。
在钢的相变点以下温度，不均匀的加热主要产生热应力，超过相变温度加热不均匀，还会产生组织转变的不等时性，既产生组织应力。
因此加热速度越快，模具表面与心部的温度差别越大，应力也越大，模具热处理后产生的变形也越大。
预防措施：对复杂模具在相变点以下加热时应缓慢加热，一般来说，模具真空热处理变
形要比盐浴炉加热淬火小得多。
‚采用预热，对于低合金钢模具可采用一次预热（550-620ºC）；对于高合金刚模具应采用二次预热（550-620ºC和800-850ºC）。
除了改善热处理工艺，模具专家罗百辉建议，设计模具时，在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少模具厚薄悬殊，结构不对称，在模具的厚薄交界处，尽可能采用平滑过渡等结构设计。
根据模具的变形规律，预留加工余量，在淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。
对形状特别复杂的模具，为使淬火时冷却均匀，可采用给合结构。
2、断裂
锻打的模具材料由于温度控制不当，本身就已开裂，碰到这种情况，只有换模板。
生产中的开裂乃至断裂的模板，往往是选用的材料热处理硬度过高，应力过大造成的。
焊接时容易出现龟裂现象，严重时，特别在焊接Cr12硬料容易开裂。
模板应力过大、撞击开裂处大多在型腔尖角、如果还能用，可穿孔割工字形镶拼，也可在模板的周围抱住。
3、磨损
模具中活动件位置硬度不够，有锋角，选材不当等也是造成磨损的原因。
对于腐蚀性强的制品和有相当硬度、有填料的塑料，我们选用地材料表面要耐腐蚀和表面硬度要高。
4、散热不良
长芯子模具的散热性相当重要，选用适当的材料对于产品的外观和产品的产量很大的差距。
如选用含有铍和钴的铍铜等材料，经热处理后有较高的强度、硬度、耐疲劳性、耐磨性和很好传热性。