防止模具断裂失效的工艺方法控讨

断裂失效是模具最严重的一种失效形式。它是各种因素产生的裂纹扩展的结果，给模具制造及使用者带来一定的经济损失。

1 模具工作零件断裂的种类

模具工作零件的断裂有多种形式，按断裂性质分为脆性断裂和塑性断裂，按断裂机理分为一次性断裂和疲劳断裂，在此以模具制造过程中出现的断裂进行分析。
模具制造中常见的断裂类型如表1，主要有7种形式，其中以淬火开裂为最多。根据零件的形状、淬火加热规范及冷却条件、加工条件的不同，淬裂以多种形式出现，只有对淬火工艺及制件结构形状、材质进行认真细致的分析，才能制定出合理有效的方法和对策。

2 防止模具断裂的工艺措施

2.1 防止淬火裂纹的方法

(1)合理设计零件形状。尽量采用等壁厚设计，避免横断面形状突变：①不要把壁厚相差较大的部分制成一体，应采用镶拼式结构以便每个拼块尽量等强度；②粗大零件应尽量设计成中空结构；③必要时开设工艺孔；④轮廓转角处避免尖角，尽可能加上较大的四角半径R，刘工具钢热处理零件圆角半径应不小于2mm。

(2)严格控制热处理工艺。①应根据制件大小、形状特点和材质制定正确的热处理上艺规范，合理选择加热速度、温度、时间；②采取完善的控温措施，实时掌握制件的真实温度，定期校验温控装置，严防因热电偶老化或放置位置不准确造成的过热现象。

2.2 防止回火裂纹的方法

回火裂纹是指：淬火钢马氏件组织处于膨胀状态，在回火时首先在大约100℃时产生收缩，此时如急速加热淬火件，则零件表面产生收缩，而内部处于膨胀状态，导致开裂。防止这种开裂发生的措施是在零件升温至300℃以前不要进行快速加热。

回火急冷同样也产生回火裂纹，这是因淬火组织中的残余奥氏体遇急冷变成与淬火一样的状态，防止这种开裂的方法是从回火温度进行空冷。

2.3 防止自发裂纹的方法

由于淬火零件表层组织为残余奥氏体，在常温下放置，奥氏体转变成马氏体会产生相变膨胀而造成零件开裂。防止这种裂纹产生的措施是：零件淬火后立即进行回火。最好淬、回火之间的时间间隔不要超过3h。如当天不能回火，应将零件放在100℃的炉中或水中进行保温，以待次日进行正规的回火处理。

2.4 防止磨削裂纹的措施

磨削裂纹主要由磨削热造成，其原因与回火裂纹一样，是由于磨削热将表面淬火组织进行了同火使之产生收缩而造成的开裂。开裂发生的方向一般与磨削方向成直角。其防小措施是：①在磨削淬火零件前，预先将零件进行150℃温度的低温回火或300℃左右的高温回火(在磨削量较大时)；②严格进行砂轮修整，保持磨具锋利，严防砂轮堵塞以减少磨削热；①合理选择砂轮粒度，加工实践证明选择较粗粒度的砂轮可以减少裂纹产生；④选择合适的磨削用量，用较高的砂轮速度，同时提高工件速度，经实践证明：可以避免磨削烧伤从而减少工件开裂几率。

2.5 防止脱碳开裂的方法

产生脱碳的原因是由于加热温度过高或在空气中加热未采取适当的保护等，防止脱碳可采取真空炉加热工件或使工件在保护气氛中加热井严格控温，谨防过烧。热轧圆钢允许的脱碳层深度如表2所示。

2.6 防止低温裂纹的措施

由于淬火件的残余应力在冷处理时会增大，从而产生低温开裂，因此，冷处理前应增加低温回火工序以减少裂纹的产生。

2.7 防止电火花加工裂纹的措施

放电加工的瞬时高温和速冷极易在淬火件表面形成微裂纹，其防止的办法是采用较小的电规准进行加工(加工速度会受影响)，或加工后对变质层进行必要的抛光处理。

参考文献
1 程培源 模具寿命与材料 北京：机械工业出版社，1999
2 黄毅宏 模具制造工艺 北京：机械工业出版社，1998
3 熊剑 国外热能处理新技术 北京：治金工业出版社，1990
4 易文质 模具热处理 长沙：湖南科学出版社，1981