??? 酸洗時，當產(chǎn)生過量初生態(tài)氫原子[H]時，產(chǎn)生巨大應(yīng)力，導致模具表面產(chǎn)生大量微裂紋而報廢。必須嚴格控制酸液濃度、溫度和時間，消除過量初生態(tài)氫原子，模具酸洗和電鍍4h內(nèi)進行(190～200)℃×(2～4)h低溫時效，以便釋放氫氣等措施，有效消除氫脆裂紋。
??? 6? 鍛件中心裂紋和冷處理裂紋
??? 鍛件中心裂紋在圓截面心部，裂口深而寬，呈平行縱軸分布，常在機械加工車內(nèi)孔時發(fā)現(xiàn)。因原材料心部組織疏松、孔隙、夾雜、偏析和粗大塊狀共晶碳化物等缺 陷；滾圓過程產(chǎn)生大的橫向拉應(yīng)力和擴大了方截面倒棱與拔長時形成的初生裂紋；鍛造溫度過高和始鍛溫度時重擊、連擊及過大鍛造比和變形量，導致發(fā)生“熱效應(yīng) ”，促使心部組織過熱、過燒和局部熔化所致。
??? 高速鋼經(jīng)高溫奧氏體化，保溫后在≥該鋼臨界冷卻速度淬火，得到淬火馬氏體組織，約有30%～40%過冷奧氏體未轉(zhuǎn)變，成為殘余奧氏體，若施以-60℃～-126℃冷處理，即是淬火繼續(xù)，促使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榇慊瘃R氏體，鋼件發(fā)生體積膨脹，產(chǎn)生很大相變二次淬火組織應(yīng)力，與第一次淬火應(yīng)力迭加，當?shù)討?yīng)力大于該鋼強度極限時，便產(chǎn)生二次淬火冷處理裂紋。
??? 措施。嚴格原材料入庫和投產(chǎn)前表面與內(nèi)部質(zhì)量檢查，合格后方可投產(chǎn)；預(yù)先鉚鍛，使鍛坯呈兩頭粗、中間細腰鼓狀再鐓粗、滾圓；拔長和倒棱時防止方截面產(chǎn)生中心裂紋等措施，有效避免鍛件中心裂紋。冷處理前將淬火模具在100℃沸水煮30～60min，或低溫時效1h。試驗表明，此法可消除20%～30%淬火內(nèi)應(yīng)力，但此時殘余奧氏體稍趨穩(wěn)定化，經(jīng)冷處理后仍可保留2%～5%殘余奧氏體，殘余奧氏體又軟又韌，能吸收淬火馬氏體急劇膨脹能量，松馳應(yīng)力，緩和相變應(yīng)力；冷處理后將高速鋼模具投入室溫水或熱水中升溫，可消除50%～60%冷處理應(yīng)力；或采用多次高溫回火，促使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體等措施，有效防止和避免冷處理裂紋產(chǎn)生。
??? 7? 圓鍛件表面縱向和橫向裂紋與磨削裂紋
??? 表面縱向裂紋在圓鍛件側(cè)表面上，裂紋較寬，深淺不一，略平行于縱軸，常在鐓粗時產(chǎn)生。表面橫向裂紋在圓鍛件側(cè)表面上，裂紋較寬而深且較長，呈橫向分布，常 在鍛件退火后發(fā)現(xiàn)。因原材料表面有折迭、斑疤、疏松和縱向、橫向磨痕；鍛造加熱溫度過低，保溫時間不足和側(cè)表面脹鼓熱塑性變形過大；鍛件拔長時側(cè)表面形成 較深錘痕、折迭和鐓粗時形成縱向、橫向匯流折迭，因鉚鍛過度所致；鍛件鍛后冷卻過急和退火不及時等諸因素，均會導致圓鍛件側(cè)表面縱向和橫向裂紋。
??? 高速鋼磨削裂紋常發(fā)生在磨削冷加工過程中，裂紋細而淺，多數(shù)與磨削方向垂直，類似淬火網(wǎng)狀裂紋，但形成原因各不相同。當磨速度高，進刀量大，冷卻不良，促 使磨削表層金屬溫度急劇升至淬火加熱溫度，在隨之磨削液冷卻造成金屬表層二次淬火，生成二次淬火應(yīng)力；當原材料存在嚴重碳化物偏析和淬火高速鋼有較多殘余 奧氏體未轉(zhuǎn)變，促使其轉(zhuǎn)變?yōu)榇慊瘃R氏體，體積膨脹，應(yīng)力增大，回火時消除不充分，與磨削加工二次淬火應(yīng)力迭加，導致磨削二次淬火表層裂紋形成。
??? 措施。鍛前徹底清除原材料表面裂紋和其它所有宏觀缺陷；高速鋼鍛造原材料長度與直徑比≤2.5為 宜；鐓粗前先進行鉚鍛，以減少鐓粗時的變形，鉚鍛可避免拔長時形成明顯錘痕和折迭；鍛坯加熱宜低溫入爐，充分預(yù)熱，均勻加熱，勤翻動坯料，防止表熟里生、 里熟表生、陰陽面和兩頭白而中間黑等“夾生”加熱缺陷；鍛后緩冷并及時退火等措施，有效避免圓鍛件側(cè)表面縱向和橫向裂紋。
??? 降低磨削速度和磨削量，選用較緩和磨削冷卻液，嚴格原材料入庫和投產(chǎn)前材質(zhì)檢驗；控制共晶碳化物級別≤3級，超過3級者應(yīng)改鍛，達到級別要求；正確制訂熱處理工藝，避免過高的奧氏體淬火加熱溫度，采用分級淬火、等溫淬火和較緩和理想淬火冷卻介質(zhì)；進行多次高溫回火，降低組織應(yīng)力、熱應(yīng)力和殘余奧氏體量等工藝措施，消除磨削裂紋產(chǎn)生。
??? 8? 模具內(nèi)孔碳化物剝落與二次淬火裂紋
??? 碳化物剝落破壞了金屬組織連續(xù)性和形狀尺寸，其性質(zhì)與裂紋相似。該缺陷發(fā)現(xiàn)于車內(nèi)孔或成品模具淬火后，多發(fā)生于外形尺寸較大圓餅鍛件；因原材料有嚴重帶 狀、網(wǎng)狀、塊狀和堆集狀碳化物，在鐓粗過程中被壓縮、聚集、折迭與基體結(jié)合力極差，脆性大，在車內(nèi)孔和淬火時脫落，失去尺寸精度報廢。
??? 高速鋼高溫淬火后具有高溫回火二次硬化特性，第一次高溫奧氏體化淬火保留約有30%～40%殘 余奧氏體，接著高溫回火，在回火冷卻過程中發(fā)生殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)槎未慊瘃R氏體，有較大組織應(yīng)力；若用火焰或高頻快速加熱回火，導致表層金屬發(fā)生收縮，而 內(nèi)層依然是比容較大馬氏體組織，處于膨脹狀態(tài)，促使表層產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，與一次、二次淬火應(yīng)力迭加，因回火不當產(chǎn)生二次淬火裂紋。鋼件表面脫碳將加速裂紋 形成。
??? 措施。對高速鋼原材料進行鍛造，采用四鐓四拔雙十字形變向鐓拔鍛造，有力擊碎共晶碳化物，使之≤3級，呈細、小、勻分布于鋼基體，變不均勻碳化物脆性相為強化相，發(fā)生質(zhì)的飛躍。選用電渣重熔鋼、真空冶煉鋼代替一般熔煉。采用上述等措施，能有效消除高速鋼碳化物剝落。
??? 留足冷加工余量，去除原材料脫碳層，在保護氣氛爐、真空電爐或經(jīng)充分脫氧鹽浴爐加熱模具，防止氧化脫碳；高速鋼模具淬火冷至該鋼Ms點附近取出，轉(zhuǎn)入緩和冷卻介質(zhì)或硝鹽浴等理想冷卻介質(zhì)淬火；高速鋼模具淬火后高溫回火應(yīng)≤100℃低溫入爐，緩慢升溫至≤300℃ 后可隨爐升溫至所需回火溫度，保溫后出爐空冷至室溫，避免回火后水冷或油冷，防止產(chǎn)生大的應(yīng)力發(fā)生裂紋和畸變?？傊?，淬火后及時回火，防止淬火應(yīng)力萌生與 擴展；充分回火，獲得穩(wěn)定組織性能；多次高溫回火，促使殘余奧氏體充分轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體和充分消除二次淬火應(yīng)力；較長時間回火，提高抗斷裂韌性和綜合機械 力學性能等措施，能有效消除二次淬火裂紋產(chǎn)生。
??? 9? 鍛件沖孔和電火花加工裂紋
??? 該裂紋位于鍛件沖孔后的孔周邊棱角上，呈放射狀徑向分布。因沖孔時鍛件表面溫度低，熱塑性差，變形抗力大；凸模和錘鉆未預(yù)熱和凸模錐度大等因素，導致鍛件沖孔周邊裂紋產(chǎn)生。
??? 火花放電時，被熔化金屬放電處有少部分殘留在電蝕坑周邊。電火花加工在油或水中進行，脈沖放電結(jié)束后迅速冷卻凝固和收縮產(chǎn)生極大拉應(yīng)力，由于原應(yīng)力場重新分布，形成厚約0.02～0.10mm熔化變質(zhì)層呈樹枝狀結(jié)晶鑄態(tài)組織，在隨后冷卻變質(zhì)層形成二次高溫淬火硬化層，有大量極穩(wěn)定的殘余奧氏體。變質(zhì)層收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力與變質(zhì)層第二次高溫淬火應(yīng)力迭加，變質(zhì)層便產(chǎn)生微裂紋，且隨線切割電火花加工電氣參數(shù)加大，顯微裂紋加深增大。
??? 措施。選用端部帶有倒棱凸肩的凸模，沖孔的同時對孔周邊的棱角進行倒棱，防止尖角處局部降溫和改善該處熱塑性金屬應(yīng)力分布；沖孔鍛件溫度不得低于鍛造溫度 和沖孔前預(yù)熱錘砧及工具；沖孔鍛件應(yīng)緩冷，并及時退火等措施，能有效消除沖孔周邊裂紋。線切割電火花加工前應(yīng)充分消除模具內(nèi)應(yīng)力；嚴格控制電氣參數(shù)，留足 磨削拋光余量或磨去變質(zhì)層；線切割完工后進行(150～200)℃×(2～4)h消除應(yīng)力回火等措施，有效消除線切割電火花加工顯微裂紋產(chǎn)生。
??? 總之，經(jīng)綜合治理，選用電渣重熔精煉鋼制造模具，優(yōu)化鍛造和熱處理工藝，消除高速鋼模具鍛造和淬火裂紋和早、中期失效，大幅度提高速鋼模具使用壽命，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，產(chǎn)品有美觀商品表面，創(chuàng)名牌，給企業(yè)帶來生機和興旺，技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。
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