冲压模具常用模具钢CR12与CR12MOV的常见问题分析

日期：2015-07-08 点击次数：66 来自分类：技术资料

　　CR12模具钢外形尺寸为:700×300mm×50mm;技术要求：54~58hrc。由于模具较大，模具放在具有保护氛的井试电炉中加热，加热温度980℃，保 温时间60min，出炉后淬油，于180~200℃出油空冷，淬火后立即放入400℃回火炉中保温4H，回火后硬度检查为55hrc。符合技术要求。但模具厂家 将该模具经磨削后投入使用时却发现多处裂纹。

　　对此, 我们对断裂的Cr12 钢模具进行材料成分和金相分析, 结果如下:

　　(1)化学成分(质量分数) c=1.69%、 cr=10.11%、 s=0.023% mn=0.32%

　　该模具钢成分不符合标准, 证明该模具钢不是大型正规厂家生产。

　　(2)金相分析对该模具进行金相分析发现：

　　采用功率重新分布和仪表合理利用可以改善炉温均匀度, 将提高设备的利用率和生产能力, 并且仪表的合理利用方法很简便。如果要改善使用后的电阻炉炉温均匀度, 检测时必须做好详细的记录,对据进行分析, 而后再决定所采取的措施, 并进行反复论证, 终将获得佳的改善方法。

　　调查模具生产厂家, 得知该模具为协作厂家锻造, 锻后未进行球化退火。

　　断裂原因分析= 由于Cr12! 钢模具在锻造后未进行球化退火, 锻后模具钢内部粗大的晶粒未得到细化, 锻造过程中产生的网状碳化物也未能进行很好地消除, 因此模具成型后在进行淬火、回火后产生针状马氏体并伴有网状碳化物, 这是Cr12! 钢模具断裂的主要原因。

　　该模具由Cr12MoV钢直接下料加工而成。外形尺寸：Φ180mm×250mm;硬度要求：56～60HRC。

　　热处理工艺规范如图所示, 淬火加热在盐浴炉中进行, 淬火后立即进行回火。

　　淬火、回火后的硬度58HRC, 符合技术要求。但结果两次送来的模具热处理后均断裂。断裂原因分析如下：

　　(1)化学成分分析 (质量分数)wc=1.60%、wcr=10.82%、wmo=0.439%、wv=0.226%、0.008%，基本符合标准。

　　(2)金相分析 对Cr12MoV钢模具原材料进金相分析发现, 原材料金相组织中存在着明显的碳化物偏析(呈带状分布)。

　　因此可确定,Cr12MoV钢原材料中碳化物严重偏析是造成模具热处理后断裂的主要原因。

　　3. 防止措施

　　(1)Cr12钢、Cr12MoV钢属于莱氏体钢, 铸态下有共晶组织存在, 需要进行充分热机械加工，将网状共晶碳化物打碎。这种钢由于碳化物数量较多, 一般情况虽经钢厂的热机械加工, 但往往仍存在着一定的碳化物偏析。一些不正规小厂生产的Cr12钢、Cr12MoV钢碳化物偏析更严重, 使钢的力学性能呈各向异性易引起热处理后的变形与断裂。因此在使用这两种钢制作较复杂模具时, 应对原钢材进行锻造, 并反复徽粗、拔长, 以消除钢中碳化物的不均匀性, 这也有利于减少模具加工后的热处理变形和断裂。

　　(2)锻造后的Cr12钢、Cr12MoV钢的预备热处理锻造后的Cr12钢、Cr12MoV钢必须要进行球化退火, 为终热处理作好组织准。

　　Cr12钢的球化退火温度为840℃保温一定时间, 并在730℃等温一定时间后, 再炉冷至550℃出炉空冷。

　　Cr12MoV钢的球化退火温度为860℃，保温一定时间后炉冷至730℃，再等温一定时间后炉冷至500℃出炉空冷。

　　球化退火后的组织应为：索氏体基体上均匀分合金碳化物(为终热处理作好组织准备)。

　　采取以上两项措施后, 只要采取正确的热处理工艺规范就可预防和减少Cr12钢、Cr12MoV钢的模具的热处理断裂问题。

　　4.结论

　　Cr12钢、Cr12MoV钢材料缺陷应引起模具生产厂家和热处理厂家的足够重视, 它是产生模具较大变形和断裂的重要原因。对此应采取以下措施。

　　(1)模具生产厂家在选择Cr12钢、Cr12MoV钢制造冷作模具时应对材料成分及碳化物偏析状况进行检查。对碳化物偏析严重的Cr12钢、Cr12MoV钢在制作较复杂模具时应进行合理锻造,消除钢中碳化物的不均匀性。锻造后必须进行球化退化, 为模具加工成形后的热处理作好组织准备,以减少模具热处理后的变形与断裂。

　　(2)热处理厂家在对复杂的Cr12钢、Cr12MoV钢制模具进行热处理前, 应询问模具生产厂家模具材料加工前原始状况, 好能对特殊复杂模具进行现场无损金相检查, 以确定合理的热处理工艺。

　　(3)对热处理后产生断裂和严重变形的模具应认真及时地分析产生的原因, 找出减少和防止热处Cr12钢、Cr12MoV钢模具材料缺陷对模具的危害, 高碳、高合金钢, 应尽可能地消除碳化物的不均匀性。在轧制后尽可能采取球化退火, 为模具的加工和热处理创造好的组织条件。

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