模具材料热处理中的常见问题

模具热处理是模具的前提和基础。如果你的模具热处理不好，怎么能有一个完美的模具呢？

首先，让我们了解模具热处理缺陷的原因以及如何预防

 模具的热处理包括预热处理、更终热处理和表面强化处理。热处理缺陷通常是指模具在更终热处理过程中或以后的过程中的各种缺陷，如淬火、变形超差、硬度不足、电加工开裂、磨削裂纹、模具早期损坏等。以下是详细的分析。

感应碎火的大型模具

一）淬裂

淬裂的原因及预防措施如下：

1.形状效应主要由圆角等设计因素引起R孔洞位置设置不当，截面过渡不好。

二、过热(过热)，主要由温度控制不准确或运行温度、工艺设置温度过高、炉温不均匀等因素引起。预防措施包括维护、校对温度控制系统、修正工艺温度、在工件与炉底板之间加垫铁等。

3.脱碳主要由过热（或过热）、空气炉无保护加热、机加余量小、锻造或准备热处理残留脱碳层等因素引起。预防措施为可控气氛加热、盐浴加热、真空炉、箱炉采用包装保护或防氧化涂料；机加工余量增加2~3mm。

四、冷却不当，冷却剂选择不当或过冷，应掌握淬火介质的冷却特性或回火处理。

5.碳化物偏析严重、锻造质量差、预备热处理方法不当等模具钢组织不良。预防措施是采用正确的锻造工艺和合理的预备热处理系统。

二、硬度不足

硬度不足的原因和预防措施如下：

1、炉或冷却槽方法不当等原因，工艺温度应修正，温度控制系统应进行维护和校准。安装炉子时，工件间隔应均匀摆放，分散到槽内，禁止堆放或捆扎到槽内冷却。

2.淬火温度过高，是由于工艺设置温度不当或温度控制系统误差造成的。应修改工艺温度，并对温度控制系统进行维护和检查。

3.过回火是由于回火温度设置过高、控温系统故障误差或炉温过高引起的。工艺温度应修正，检修校核控温系统不高于设置炉温。

4.冷却不当的原因是预冷时间长，冷却介质选择不当，淬火介质温度逐渐升高，冷却性能下降，搅拌不良或出口温度过高。措施:出炉、入口快；掌握淬火介质的冷却特性；油温60~80℃，水温30℃以下，当冷却介质因淬火量大而升温时，应添加冷却淬火介质或用其他冷却罐冷却；加强冷却剂的混合；在Ms 50℃时取出。

5、脱碳，这是由原材料残留的脱碳层或淬火加热引起的。预防措施为可控气氛加热、盐浴加热、真空炉、箱炉采用包装保护或防氧化涂料；加工余量增加2~3mm。

三、变形超差

在机械制造中，热处理淬火变形是**的，不变形是相对的。换句话说，这只是一个变形大小的问题。这主要是因为马氏体相变在热处理过程中具有表面浮凸效应。防止热处理变形（尺寸变化和形状变化）非常困难，在许多情况下，我们必须依靠经验来解决这个问题。这是因为不仅钢类型和模具形状对热处理变形有影响，而且碳化物分布不当、锻造和热处理方法也会导致或加剧，在许多热处理条件下，只要一定条件发生变化，钢件的变形程度就会发生很大的变化。虽然热处理变形问题主要依靠经验和测试方法来解决，但正确掌握模具钢锻造、模块取向、模具形状、热处理方法与热处理变形的关系，掌握热处理变形规律，从积累的实际数据中建立热处理变形档案，是一项非常有意义的工作。

四）脱碳

脱碳是由于钢在加热或保温过程中，由于周围气氛的作用，表面部分的碳全部或部分丢失。钢件的脱碳不仅会导致硬度不足、淬火、热处理变形和化学热处理缺陷，而且对疲劳强度、耐磨性和模具性能也有很大的影响。

5)放电加工引起的裂纹

在模具制造中，放电加工（电脉冲和线切割）是一种越来越常见的加工方法，但随着放电加工的广泛应用，其缺陷也相应增加。由于放电加工是一种利用放电产生的高温熔化模具表面的加工方法，在加工表面形成白色放电加工变质层，产生800MPa左右拉应力，使模具在电加工过程中经常出现变形或裂纹等缺陷。采用放电加工的模具，必须充分掌握放电加工对模具钢材的影响，并预先采取相应的预防措施。防止热处理时的过热和脱碳，并进行充分回火以降低或消除残留应力；为了充分消除淬火时产生的内应力，要进行高温回火，因此应采用能承受高温回火的钢种（如DC53型、ASP—23.高速钢等。)，在稳定的放电条件下加工；放电后，稳定松驰处理；设置合理的工艺孔和槽；充分消除再凝固层，以便在健全状态下使用；采用矢量平移原理，切割前哨集中的部分内应力通过引流分散释放。

六、韧性不足

韧性不足的原因可能是淬火温度过高，保温时间过长导致晶粒粗化，或回火脆性区域未回火。

七、磨削裂纹

当工件中有大量残留的奥氏体时，在磨削热的作用下，发生回火变化，产生组织应力，导致工件开裂。预防措施为：淬火后深冷处理或多次重复回火（模具回火一般为2~3次，即使是低合金工具钢），更大限度地减少残留奥氏体量。

二、模具热处理过程中的常见问题

热处理金相组织改变

1、H13模具钢如何热处理硬度达到58℃？

进行1050~1100℃加热淬火，油淬，可以满足要求，但一般热模不需要这么高的硬度，这么高的硬度性能会很差，不容易使用，一般在HRC46~性能好，耐用。

2.模具热处理后表面用什么洗白？

问题补充:一般模具都是先用油石打，然后拿去渗氮。当渗氮回来时，用油石擦去黑色的一层。抛光很麻烦。如果不擦白，就不能从镜子里出来。H13 的，进口有很多种，如果有药水可以洗白，可以直接抛光。

(1)可用不锈钢酸洗液或盐酸清洗。喷砂也可以。磨床成本高，加工量大，可能尺寸不达标。如果盐酸洗不掉，估计用的是高铬模具钢？D2还是 H13？高铬模具钢的氧化层很难洗掉。应使用不锈钢酸洗液，磨具店或不锈钢店销售。

(2)你没有不锈钢酸洗膏吗？那是可以的。H13这种含铬量高的模具钢，氧化层很难用盐酸洗掉。另一种方法是，由于模具已经磨碎，表面相对光滑。事实上，你可以先用粗油石或砂带打磨，然后去除热处理。回来后，用细油石打磨。你也可以先用纤维轮打磨，然后有效地去除黑皮肤，然后打磨和抛光。或者喷砂，用800 目的碳化硼再试一次喷砂，应该能去除黑皮，不需要太多努力重磨。

3.热处理厂如何热处理金属？

热处理厂的设备很多，炉子可能有箱式炉、井式炉。箱式炉用途更广泛。许多常见的热处理，如退火、正火和淬火的加热过程以及回火。

事实上，它是一种电加热炉。首先将炉子加热到预定温度，然后将工件扔进去，等待一段时间到预定温度，然后保温一段时间，然后取出，或者在炉子里一起冷却。井炉一般用作渗碳处理设备，这是一个埋在地下的炉子。工件放入后，密封，然后将一些富碳液体滴入炉中，如煤油或甲醇，然后在高温下分解成碳原子，渗入工件表面。

淬火池是淬火的地方，是一个池，里面有水溶液或油，是箱炉工件淬火冷却的地方，一般直接扔进去，然后等一段时间取出。还有其他设备，比如高频机，就是可以的 50 赫兹的工频电变成了200K 赫兹电流的超大功率设备，如常见的 200 千瓦的更大功率，然后在工件外面放一个由内部冷却水铜管制成的线圈。一般来说，几十毫米的工件在几秒钟到十秒钟内就会出现 当零件表面变红，表面温度达到预定值时，然后将淬火液喷到工件上 表面，完成淬火过程。这是常见的。

我们更近的 Cr12 或 Cr12MoV 为什么？

硬件模具上更好告知零件的尺寸、形状和热处理要求，以及您采用的热处理工艺曲线，否则很难说。这两种钢是一种高碳高铬莱氏体钢，有冷裂纹的倾向。热处理过程也更为复杂。

以下是我没有上述信息的经验： 950-1000C 淬火,油冷,HRC>58. 淬火温度升高到热硬度和高耐磨性 1115-1130C,油冷。薄可以空冷，为了减少变形也在 400-450C 冷却盐液。不要在那里 300-375C 回火会降低工具的韧性和脆性，淬火后立即回火。 1100C 淬火的,在520C 回火 2-3 二、请注意淬火温度过高会有脱碳倾向，因此，淬火前可进行预热处理-球化退火。

5.如何区分热处理件和没有热处理的工件？

问题补充:工人不小心把一个未经热处理的零件和一批经过热处理的调试的零件混合在一起。现在如何区分它们？不要切割工件看金相，会破坏产品，急着发货？热处理工艺 30Cr 经正火，再淬火，再回火，生件是 铸件未经热处理。两者都经过抛丸处理，颜色变色分不开，硬度也在 35-45 之间，硬度无法区分。

如果不能通过硬度和热处理来区分氧化色。建议通过敲击声来区分。铸件和淬火+回火工件的金相组织不同，内耗也不同。轻轻敲击可以区分。

6.热处理中烧是什么意思？

超过规定的加热温度，导致晶粒生长，脆性、韧性下降、易变形、开裂等力学性能恶化，控制加热温度可避免过热。指钢在固液相线温度范围内的某一温度以上加热时，奥氏体晶体边界发生化学物质 成分变化，局部或整个晶界烧熔。此时，晶界将富集 S,P等化合物导致晶界结合力降低，机械性能严重恶化。燃烧后，钢材不能通过热处理或加工进行补救。

7.模具淬火裂纹的原因及预防措施？

产生原因：

1)模具材料网状碳化物偏析严重。

2)模具中存在机械加工或冷塑变形应力。

3)模具热处理操作不当(加热或冷却过快、淬火冷却介质选择不当、冷却温度过低、冷却时间过长等)。

4)模具形状复杂，厚度不均匀，有尖角和螺纹孔，使热应力和组织应力过大。

5)模具淬火加热温度过高，产生过热或过热。

6)模具淬火后回火不及时或回火保温时间不足。

7)模具回修淬火加热时，未经中间退火再次加热淬火。

8)模具热处理的，磨削工艺不当。

9)模具热处理后电火花加工时，硬化层有高拉伸应力和微裂纹。

预防措施：

1)严格控制模具原材料的内部质量

2)改进锻造和球化退火工艺，消除网状、带状和链状碳化物，改善球化组织 匀性。

3)机械加工或冷塑变形后的模具应进行应力退火(>600℃)然后加热 淬火。

4)形状复杂的模具应用石棉堵塞螺纹孔，包扎危险截面和薄壁，并分裂 等温淬火或等温淬火。

5)修理或翻新模具时应退火或高温回火。

6)模具淬火加热时应预热，冷却时采取预冷措施，并选择合适淬火介质。

7)严格控制淬火加热温度和时间，防止模具过热和过热。

8)模具淬火后应及时回火，保温时间应充足，高合金复杂模具应回火 2-3 次。

9)选择合适的磨削工艺和砂轮。

10)改进模具电火花加工工艺，进行应力回火。

8.如何对大型冲压模具进行热处理？特别是切边模具经常产生毛刺，不能正常运行的情况。

（1） 尽量选择真空热处理模具热处理，以获得更小变形量。

（2）模具可采用拼接结构，分为小块进行热处理。更好用慢丝切割，精度高，清洁度高，变形小。间隙得到保证，毛刺会很小。看看你的设备精度是否很差。

（3 ）切边毛刺大除了上面的几位提到的，我认为凸模单边受力，强度不够可能 性大。是否凸模太单薄？是否设计靠刀？还有板料热处理后有残余应力，线割后会出现变形，可以考虑较大的线割孔预先铣出再热处理，留3~4mm 线割。

9、我用H13钢来做热挤压模具锻造工件是黄铜热处理为45~48°模具直径120mm，高70mm，工作数小时后模具开裂？

（1）锻压温度大概是900~1000℃？是不是温度太高了？ 模具使用前没有经过充分预热也有可能容易开裂。模具设计不合理也有可能容易开裂。 将模具的回火温度提高一些，缩小和实际锻压温度的差距，回火实际长一些。

（2）这个要综合考虑的，必要的时候要做下金相，才能基本判断原因的哦。

10、模具表面有软点产生原因及预防？

产生原因：

1)模具在热处理前表面有氧化皮、锈斑及局部脱碳。

2)模具淬火加热后，冷却淬火介质选择不当，淬火介质中杂质过多或老化。

预防措施：

1)模具热处理前应去除氧化皮、锈斑，在淬火加热时适当保护模具表面，应尽量采

2)模具淬火加热后冷却时，应选择合适的冷却介质，对长期使用的冷却介质要经 常进行过滤，或定期更换。

11、模具热处理前组织不佳？

产生原因：

1)模具钢材料原始组织存在严重碳化物偏析。

2)锻造工艺不佳，如锻造加热温度过高、变形量小、停锻温度高、锻后冷却速度缓慢等，使锻造组织粗大并有网状、带状及链状碳化物存在，使球化退火时难以 消除。

3)球化退火工艺不佳，如退火温度过高或过低，等温退火时间短等，可造成球化退火组织不均或球化不良。

预防措施：

1)一般应根据模具的工作条件、生产批量及材料本身的强韧化性能，尽量选择品质好的模具钢材料。

2)改进锻造工艺或采用正火预备热处理， 来消除原材料中网状和链状碳化物及碳 化物的不均匀性。

3)对无法进行锻造的碳化物偏析严重的高碳模具钢可进行固溶细化热处理。

4)对锻造后的模坯制定正确的球化退火工艺规范，可采用调质热处理和快速匀细 球化退火工。

5)合理装炉，保证炉内模坯温度的均匀性。

12、模具淬火后组织粗大，使用时将会使模具产生断裂，严重影响模具的使用寿命？

产生的原因：

1)模具钢材混淆，实际钢材淬火温度远低于要求模具材料的淬火温度(如把 GCr15 钢当成3Cr2W8V 钢)。

2)模具钢淬火前未进行正确的球化处理工艺，球化组织不良。

3)模具淬火加热温度过高或保温时间过长。

4)模具在炉中放置位置不当，在靠近电极或加热元件区易产生过热。

5)对截面变化较大的模具，淬火加热工艺参数选择不当，在薄截面和尖角处产生过热。

预防措施：

1)钢材入库前应严格进行检验，严防钢材混淆乱放。

2)模具淬火前应进行正确的锻

3)正确制定模具淬火加热工艺规范，严格控制淬火加热温度和保温时间。

4)定期检测和校正测温仪表，保证仪表正常工作。

5)模具在炉中加热时应与电极或加热元件保持适当的距离。

13、用 Cr12MoV 钢制造冷模具应如何进行热处理？

高硬度高耐磨高韧性优化处理：980~1200℃加热淬火，油淬（机油）400 ℃回火一次，240 ℃回火一次，HRC57~61，超耐用不崩刃。

14、H13模具钢热处理后出现裂是什么原因，淬火温度是1100 ℃，放在油中冷却？

可以进行金相分析,看表面是否有材料是否有脱碳现象,开裂的话一般都是脱碳引起,H13 一般都是做挤压模,对材料的硬度要求不是很高,你用的是不是真空 炉建议用 1030~1050℃试下。.

15、模具的导柱导套通常采用什么材料？采用何种热处理，达到怎样的性能要求？

（1）在内地用45#碳素结构钢或碳素工具钢，热处理淬火硬度 HRC45 左右，达不到HRC58~62，就是到了那么高，很易断。

（2）一板高要求的是用SKD61或skd11和H13等热处理淬火硬度HRC51左右。

16. 模具制造中热处理的用途？怎样应用？

问题补充：是不是模板加工好以后进行热处理，主要是哪个环节？

模具制造中热处理的作用: 提高硬度、耐磨性，从而提高其寿命；强度加强，变形减小，保证模具的精度和精度稳定性。

17、模具的失效原因分析？

失效大部分是由断裂、磨损和变形而引起，其主要原因是热处理不当和模具加工不良。因此，合理选择材料、正确制订热处理工艺，提高热处理质量，对于延长模具使用寿命起着关键作用。模具热处理包括预先热处理和更终热处理，热处理的更终目的是使模具有良好的表面质量和强度、塑性和韧性的合理配合。

18、Cr12mov 模具钢热处理后出现一块一块的掉的原因？

（1）你可能是在淬火时，超过温度太多，过热，造成晶粒粗，脱碳严重，马氏体粗大，断口粗晶，韧性、塑性低。

（2）加热温度过高、保温时间过长，造成材料表面脱碳严重，组织晶粒粗大、 结合力差，塑性显著降低。

建议：校对加热设备；调整淬火、回火温度和时间；做试样热处理工艺试验，进行必要性能测试分析 。

19、盐浴热处理的优点？

优点：受热均匀变形量小，少无氧化脱碳，加热快，能很快转变工件内部组 织结构，保温性能和加热均匀性能好，可以进行固溶处理加热，适用性广泛，可进行近乎无氧化的出货处理等。

缺点：工作环境恶劣，对工件有一定腐蚀，使用寿命相对较短，工作空间尺寸和 功率来讲，功率较大，尺寸较小。而且废盐对环境有些污染，如果客户有对无氧化有较高要求的话可以考虑，成本一般情况。

20、检验热处理效果用什么方法？

简单的检查表面硬度。准确的破检：检查淬硬层深、心部硬度、淬火金相组织等级、调质金相组织等级。淬硬层深临界硬度值=淬火硬度更小值 X0.8。

21、模具材料深冷处理的作用有哪些？

深冷处理是淬火后工件冷却过程的延续，在模具行业中的应用主要体现在冷作模具钢和高速钢、轴承钢，冷作模具和模具配件都有深冷技术应用的案例。深冷将会改变一些相关机械性能，主要作用如下几点： 提升工件的硬度及强度，保证工件的尺寸精度提高工件的耐磨性，提高工件的冲击韧性，改善工件内应力分布，提高疲劳强度，提高工件的耐腐蚀性能。

22、热处理后线割开裂是模板的问题还是热处理的问题？

（1）有的人认为是热处理的问题。因为没有经过热处理的钢进行线切割是很难开裂的，线切割开裂是因为切割时出现应力集中。因此热处理时不光要达到热处理要求的硬度还必须消除内应力。消除内应力的关键就是回火的温度和回火的时间。若回火温度太底，回火时间再长内应力也无法消除；若回火温度太高，虽然消除了应力，但却不能达到要求；若回火温度合适，但回火时间太短，应力也无法完全消除。因此热处理后线切割开裂的关键是回火温度和回火时间的控制。

（2）热处理后线切割开裂这种情况比较复杂，有模具淬火后回火不充分的可能，也有模具锻造时存在缺陷的可能。如果是一般的碳钢模具，回火不充分是主要原因，需要优先考虑，对高合金模具来说，也有可能材料本身存在缺陷，如杂质、 碳化物偏析等情况，这些需要高倍金相检测才能判断。

23、Cr12MoV热处理爆裂原因有哪些？

（1）冷却介质是否冷却过快（不能用盐水，水剂等）

（2）淬火前，可能没有退好火，造成内应力过大

（3）材料冶金不好(非金属夹杂物，带状组织，共晶碳化物)

（4）淬火时，炉温升的过快

（5）没有及时回火

24、什么是非热处理强化？

表面处理：如镀硬铬，增加零件的耐磨性；

喷丸强化：用于承受交变应力下工作的零件，可以大大提高疲劳强度；

滚压：利用滚压工具在常温状态下对零件表面施加压力，使金属表面产生塑性变形，修正金属表面的微观几何形状，提高表面光洁度，提高零件疲劳强度以及耐磨性和硬度。