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冷处理裂纹酸洗裂纹及磨削裂纹等三


3、可以采用磁力探伤法及荧光探伤法检查零件是 否有裂纹,需要有一定检测设备。
五、淬火过热与淬火裂纹

工件一旦过热,则奥氏体晶粒和马氏体针粗大,容易 产生显微裂纹。这种显微裂纹是淬火裂纹激发源,并发 展成为淬火裂纹。因此。过热容易淬火裂纹。 生产现场中淬火过热引起的淬火裂纹在工具钢中很 常见,特别是高合金工模具钢因淬火过热造成工件裂纹 的事例最多。
防止工模具零件因淬火过热开裂主要措施:

2、定期检查校对和维修测温仪表和控温仪表, 保证仪表运转正常用。保证测温、定温、调温时准 确无误; 3、要随时观察炉温的情况,采用二重或多重控 温,发现炉温异常变化时,及时解决,必要时立即 停产,重新测温,待炉温恢复正常后再进行生产;


4、设备要保证工艺要求。
锻造裂纹还是磨削裂纹等是很重要的,这 样便于准确查找裂纹发生在哪一工序,有 利于分析裂纹产生的原因。
淬火裂纹和磨削裂纹形态特征区别

淬火时未发现而在磨削发现 的裂纹,要区别是淬火裂纹 还是磨削裂纹,未污染时比 较容易,此时要看裂纹形态, 特别是裂纹发展方向,磨削 裂纹垂直于磨削方向,呈平 行线形态(如图1)或呈龟甲 状裂纹(如图2)。磨削裂纹 深度浅,而淬火裂纹一般都 比较深,与磨削方向无关, 多呈直线刀割状开裂。
六、加热速度过快、加热不均匀与淬火裂纹

高合金工模具工件多采用两段预热,减缓工件内外温差, 得到充分均匀加热,减少加热应力,缩短工件高温加热时间; 高合金工模具因成分中合金元素含量高,导热率低,加热 速度必须缓慢,加热过快容易导致开裂; 因炉渣温度高,工件接触到炉渣使工件局部温度升高,淬 火前要对盐浴炉认真清氧捞渣;

裂纹断口的显微形貌特征

在显微组织中,淬火裂纹沿晶界发展,若 不是晶界断裂而是晶内断裂,不是淬火裂纹。 如果裂纹周围有脱碳层存在,不是淬火 裂纹,裂纹淬火前就存在,因为淬火裂纹是 淬火冷却时产生的,不会发生脱碳现象。

四、检查裂纹的方法
1、可以肉眼或低倍放大直接观察,进一步还可用 浸油探伤法探查,即将零件浸入到煤油或汽油中, 稍后取出零件擦拭干净,再涂以石灰粉或其他白 粉,如有裂纹,则在白色部分有油渗出。 2、可以用锤击辨声方法检查是否开裂,锤击零件 时如果发出清脆的金属声音,尾音较长,即没有 裂纹;反之,若发出重浊声音,就出现裂纹。



电炉加热元件布置要均匀合理,以保证炉内温度均匀一致, 避免引起工件加热不均匀。
七、淬火冷却速度与淬火裂纹
加热零件高温急冷淬火,产生的热应力使零件外 层受压,内层受拉,对防止淬火有利。在马氏体Ms 至Mf温度区间发生相变应力,与热应力相反,在此
区域内冷却速度越大,则相变应力越大,表面层的
拉应力越大,容易导致淬火裂纹的发生。 零件在钢的马氏体转变Ms至Mf温度区间冷却速度 过大,使热应力与组织应力叠加,拉应力达到最大 值,容易发生裂纹。
工模具零件热处理开裂 分析与对策
一、 零件热处理裂纹产生的原因

零件在热处理过程中会产生很大的内应力(组织 应力和热应力),超过钢的屈服强度时,会引起零件 变形;超过钢的抗拉强度时,则会造成零件开裂。 零件内应力有两种:压应力和拉应力。拉应力是 引起淬火裂纹的基本原因。
淬火裂纹的形成部位往往具备两个条件:一是具 有组织缺陷导致抗拉强度降低(原材料缺陷、设计及 机械加工不当造成的缺陷等);二是该部位拉应力较 高,超过该处材料抗拉强度。
图l 平行线状磨削裂纹
图2 龟甲状磨削裂纹
裂纹发生的部位印 处、打钢印处及机械加工造成的表面缺 陷等部位,在这些部位发生的裂纹多属 淬火裂纹。
裂纹断口的宏观形貌特征

通过观察零件断口区分淬火裂纹还是淬火前的锻 造裂纹或其他情况造成的裂纹。
若断口呈白色或暗白色或浅红色(水淬造成的水 锈),均可断定为淬火裂纹;若断口呈深褐色,甚 至有氧化色出现,就不是淬火裂纹,是淬火前存 在的裂纹,如锻造或压延时形成的裂纹,这些裂 纹都会因淬火而被扩大。因淬火裂纹形成温度低, 断口不会被氧化的。
实际生产对零件采用双液淬火、分级淬火和等温淬 火等,其目的就是为了在马氏体转变区域内缓冷,尽 量使零件内外层同时发生组织转变,力求使组织应力 达到最小值,以避免裂纹的发生。表1是某厂生产的 高速钢制弧形键槽铣刀,由于采用的冷却方式不同则 产生裂纹的数量和百分率也不同。
八、清洗过早引起的淬火裂纹
尺寸较大的工件,淬火冷却后表面看 上去冷的差不多了,但其心部温度仍比较 高,仍在进行着马氏体转变。此时若将工 件放入冷水中(特别在冬季的冷水中)清 洗,等于在马氏体转变区域内加速冷却, 产生的内应力将会增加,使工件发生开裂, 这种裂纹仍为淬火裂纹。因此,工件必须 完全冷透后再清洗。


二、裂纹的类型

按裂纹的方向区分:有纵向裂纹、横向 裂纹、弧形裂纹和网状裂纹(又称龟裂)等;
按裂纹发生的位置区分:有表层裂纹 (或称表面裂纹)和内部裂纹; 按裂纹发生在不同的工序区分:有锻造 裂纹、焊接裂纹、淬火裂纹、回火裂纹、 冷处理裂纹、酸洗裂纹及磨削裂纹等。


三、裂纹的分辨方法

如何区分究竟是淬火裂纹、回火裂纹、
图3 m=12、外径 Φ170mm的 W18Cr4V钢盘形 齿轮铣刀裂纹

防止工模具零件因淬火过热开裂主要措施:

1、制定正确合理的加热温度和加热方法。如对 一些大规格碳化物偏析较严重的高合金钢工模具, 应采取下限的淬火加热温度,为保证加热充分,可 适当延长加热时间,对一些带尖角的零件应离炉内 加热体远一些,在盐浴炉中工件距电极距离不得小 于50mm,以免引起尖角过热;
九、萘状断口与淬火裂纹

萘状断口是一种具有与萘的闪光相似的粗糙断口,是高速钢 零件常见缺陷。产生萘状断口零件显微组织特点是奥氏体晶 粒很大且不均匀,个别粗大晶粒尺寸可达0.1~1mm。 萘状断口对钢性能影响:其淬火回火后硬度和红硬性与正常 零件基本相当,但强度明显降低,特别是韧性更低。用高速 钢模具一旦产生萘状断口,在淬火时容易形成淬火裂纹,校 直时易压断,易崩刃和折断。 萘状断口的形成:一是钢在锻、轧等热塑性变形时终了温度 过高(1050~1000℃)时;二是重复淬火时无中间退火或退 火不充分造成。 萘状断口防止措施:①严格控制终锻温度,使其≤1000℃。 ②锻件毛坯充分退火。③返修零件在重新淬火前必须进行充 分退火, 退火硬度≤HRC28。
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