本篇文章給大家談?wù)勀＞咪摂嗔秧g性，以及模具裂紋用什么焊條對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

如何解決2738材質(zhì)模具鋼鍛造表面裂紋

您好！是什么方向的裂紋呢？

⑴縱向裂紋

裂紋呈軸向，形狀細(xì)而長(zhǎng)。當(dāng)模具完全淬透即無心淬火時(shí)，心部轉(zhuǎn)變?yōu)楸葻崛葑畲蟮拇慊瘃R氏體，產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力，模具鋼的含碳量愈高，產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力愈大，當(dāng)拉應(yīng)力大于該鋼強(qiáng)度極限時(shí)導(dǎo)致縱向裂紋形成，以下因素又加劇了縱向裂紋的產(chǎn)生。

①鋼中含有較多S、P、Pb、Sn、As等低熔點(diǎn)有害雜質(zhì)，鋼錠軋制時(shí)沿軋制方向呈縱向嚴(yán)重偏析分析分布，易產(chǎn)生應(yīng)力集中形成縱向淬火裂紋，或原材料軋制后快冷形成的縱向裂紋未加工掉保留在產(chǎn)品中，導(dǎo)致最終淬火裂紋擴(kuò)大形成縱向裂紋。

②模具尺寸在鋼的淬裂敏感尺寸范圍內(nèi)（碳工具鋼淬裂危險(xiǎn)尺寸為8~15mm，中低合金鋼危險(xiǎn)尺寸為25~40mm）或選擇的淬火冷卻卻介質(zhì)大大超過該鋼的臨界淬火冷卻速度時(shí)均易形成縱向裂紋。

預(yù)防措施：

①對(duì)原材料入庫(kù)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)有害雜質(zhì)含量超標(biāo)鋼材不投產(chǎn)；

②盡量選用真空冶煉、爐外精煉或電渣重熔模具鋼材；

③改進(jìn)熱處理工藝，采用真空加熱，保護(hù)氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及分級(jí)淬火、等溫淬火；

④變無心淬火為有心淬火，即不完全淬透，獲得強(qiáng)韌性的下貝氏體組織等措施，大幅度降低拉應(yīng)力，能有效避免模具縱向開裂和淬火畸變。

⑵橫向裂紋

裂紋特征是垂直于軸向的，未淬透模具，在淬硬區(qū)與未淬硬區(qū)過渡部分存在大的拉應(yīng)力峰值，大型模具快速冷卻時(shí)也易形成大的拉應(yīng)力峰值，因形成的軸向應(yīng)力大于切向應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)生橫向裂紋，鍛造模塊中S、Pb、Sn、As等低熔點(diǎn)有害雜質(zhì)的橫向偏析或模塊存在橫向顯微裂紋，淬火后經(jīng)擴(kuò)展形成橫向裂紋。

預(yù)防措施：

①模塊應(yīng)合理鍛造，原材料長(zhǎng)度與直徑之比即鍛造比最好選在2~3之間，鍛造采用雙十字形變向鍛造，經(jīng)五鐓五拔多火鍛造，使鋼中碳化物和雜質(zhì)呈細(xì)小均勻分布于鋼基體，鍛造纖維組織圍繞型腔無定向分布，大幅度提高模塊橫向力學(xué)性能，減少和消除應(yīng)力源。

②選擇理想的冷卻速度和冷卻介質(zhì)，在鋼的Ms店以上快冷，大于該鋼臨界淬火冷卻速度，鋼中過冷奧氏體產(chǎn)生的應(yīng)力為熱應(yīng)力，表層為壓應(yīng)力，內(nèi)層為張應(yīng)力，相互抵消，有效防止熱應(yīng)力裂紋形成，在鋼的Ms~Mf之間緩冷，大幅度降低淬火馬氏體時(shí)的組織應(yīng)力。當(dāng)鋼中熱應(yīng)力與相應(yīng)應(yīng)力總和為正（張應(yīng)力）時(shí)，則易淬裂，為負(fù)時(shí)，則不易淬裂。充分利用熱應(yīng)力，降低相變應(yīng)力，控制應(yīng)力總和為負(fù)，能有效避免橫向淬火裂紋發(fā)生。CL-1有機(jī)淬火介質(zhì)是較理想淬火劑，同時(shí)可減少和避免淬火模具畸變，還可控制硬化層合理分布。調(diào)整CL-1淬火劑不同濃度配比，可得到不同冷卻速度，獲得所需硬化層分布，滿足不同模具鋼需求。

⑶弧狀裂紋

常發(fā)生在模具棱角、缺口、孔穴、凹模接線切邊等形狀突變處。這是因?yàn)榇慊饡r(shí)棱角處產(chǎn)生的應(yīng)力是平滑表面平均應(yīng)力的10倍。

①鋼中含碳量和合金元素含量愈高，鋼Ms點(diǎn)愈低，Ms點(diǎn)降低2℃，則淬裂傾向增加1.2倍，Ms點(diǎn)降低8℃。淬裂傾向則增加8倍。

②鋼中不同組織轉(zhuǎn)變和相同組織轉(zhuǎn)變不同時(shí)性，由于不同組織比熱容差，造成巨大組織應(yīng)力，導(dǎo)致組織交界處形成弧狀裂紋；

③淬火后未及時(shí)回火，或回火不充分，鋼中殘余奧氏體未充分轉(zhuǎn)變，保留在使用狀態(tài)中，促進(jìn)應(yīng)力重新分布，或模具工作時(shí)殘余奧氏體發(fā)生馬氏體相變產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)綜合應(yīng)力大于該鋼強(qiáng)度極限時(shí)便形成弧狀裂紋。

④具有第二類回火脆性鋼，淬火后高溫回火緩冷，導(dǎo)致鋼中P、S等有害雜質(zhì)化合物沿晶界析出，大大降低晶界結(jié)合力和韌性，增加脆性，工作時(shí)在外力作用下形成弧狀裂紋。

預(yù)防措施

①改進(jìn)設(shè)計(jì)，盡量使形狀對(duì)稱，減少形狀突變，增加工藝孔與加強(qiáng)筋或采用組合裝配。

②圓角代直角及尖角銳邊，貫穿孔代盲孔，提高加工精度和降低表面粗糙度，減少應(yīng)力集中源。對(duì)于無法表面直角、尖角銳邊、盲孔等處一般硬度要求不高，可用鐵絲、石棉繩、耐火泥等進(jìn)行包扎或填塞，人為造成冷卻屏障，使之緩慢冷卻淬火，避免應(yīng)力集中，防止淬火時(shí)弧狀裂紋形成。

③淬火模具鋼應(yīng)及時(shí)回火，消除部分淬火內(nèi)應(yīng)力，防止淬火應(yīng)力擴(kuò)展。

④較長(zhǎng)時(shí)間回火，提高模具斷裂韌性值。

⑤充分回火，得到穩(wěn)定組織性能，多次回火使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變充分和消除新的應(yīng)力。

⑥合理回火，提高鋼件疲勞抗力和綜合力學(xué)性能；對(duì)于有第二類回火脆性模具鋼高溫回火后應(yīng)快冷（水冷或油冷），可消除二類回火脆性，防止和避免淬火時(shí)弧狀形成。

⑷剝離裂紋

模具工作時(shí)在應(yīng)力作用下，淬火硬化層一塊塊從鋼的集體中剝離。因模具表層組織和心部組織比熱容不同，淬火時(shí)表層形成軸向、切向淬火應(yīng)力，徑向產(chǎn)生拉應(yīng)力，并向內(nèi)部突變，在應(yīng)力急劇變化范圍較窄處產(chǎn)生剝離裂紋，常發(fā)生于經(jīng)表層化學(xué)熱處理模具冷卻過程中，因表層化學(xué)改性與鋼的基體相變不同時(shí)性，引起內(nèi)外層淬火馬氏體膨脹不同時(shí)進(jìn)行，產(chǎn)生大的相變應(yīng)力，導(dǎo)致化學(xué)處理滲層從基體組織中剝離。如火焰表面淬硬層、高頻表面淬硬層，滲碳層、碳氮共滲層、滲氮層、滲硼層、滲金屬層等。化學(xué)滲層淬火后不宜快速回火，尤其是300℃以下低溫回火快速加熱，會(huì)促使表層形成拉應(yīng)力，而鋼材心部及過渡層形成壓縮應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于壓縮應(yīng)力時(shí)，導(dǎo)致化學(xué)滲層被拉裂剝離。

預(yù)防措施

①應(yīng)使模具鋼材化學(xué)滲層濃度與硬度由表至內(nèi)平緩降低，增強(qiáng)滲層與基體結(jié)合力，滲后進(jìn)行擴(kuò)散處理能使化學(xué)滲層與基體過渡均勻。

②模具鋼材化學(xué)處理之前進(jìn)行擴(kuò)散退火、球化退火、調(diào)制處理、充分細(xì)化原始組織，能有效防止和避免剝離裂紋產(chǎn)生，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

熱鍛模具用什么材料

HMAX系列熱作模具鋼HMAX-DHMAX-D是一種高耐熱中韌性模具鋼，提高了斷裂韌性和抗熱疲勞性能。工作溫度在700℃以上，是一種空冷淬硬的熱作模具鋼，具有高溫韌性和熱穩(wěn)定性高，耐冷熱疲勞性能和熱磨損性能好的優(yōu)點(diǎn)。HMAX-D適用于制造加熱溫度高、使用條件苛刻的熱作模具，如黑色金屬和有色金屬的熱擠壓模具和熱精鍛模具。鋼的使用壽命明顯比3Cr2W8V鋼長(zhǎng)。HRC48~50

HMAX-RHMAX-R是一種新型熱作模具鋼，具有較高的耐熱性和中等的韌性。其使用壽命比3Cr2W8V鋼高2-6倍。適用于制造溫度高、與工件接觸時(shí)間長(zhǎng)、易引起熱變形、塌陷或熱磨損失效的模具。良好的熱強(qiáng)度、紅硬性和耐磨性。2.良好的抗熱震性和耐冷熱疲勞性。3.切削性能好，淬火溫度范圍寬，淬透性好。HMA-R鋼軸承內(nèi)圈成型沖頭)、軸承內(nèi)圈倒槽沖頭)、軸承內(nèi)圈成型模具、軸承外圈成型模具、鋼球熱鐓模具、汽車氣門熱鍛模具、汽車彈簧芯軸、汽車起動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪高速鍛造模具、螺母熱鍛模具、柱塞熱壓沖頭、紫銅熱擠壓模具、自行車曲柄滾鍛模具、縫紉機(jī)梭頭等HRC50~55

HMAX-3HMAX-3鋼具有中等耐熱性和高韌性，具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性、高熱強(qiáng)度、耐磨性、回火穩(wěn)定性、耐冷熱疲勞性和良好的冷熱加工性能，工作溫度在700℃以上。該鋼通用性強(qiáng)，適用于制造高溫、高速、高負(fù)荷、急冷急熱條件下工作的模具。其性能優(yōu)于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼，模具壽命是3Cr2W8V鋼的2-3倍。HMAX-3鋼適用于熱鍛模、連桿輥鍛模、軸承套圈毛坯熱擠壓模、高強(qiáng)度鋼精鍛模、中小型機(jī)鍛模、高溫輥鍛模、鋁合金壓鑄模等。，效果不錯(cuò)。HRC48~50

HMAX-4HMAX-4是為銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋模具開發(fā)的新型熱作模具鋼。也是中碳超高強(qiáng)度、空冷硬化的耐高溫模具鋼，具有良好的熱強(qiáng)度、紅硬性和耐磨性。HMAX-4模具鋼具有良好的綜合性能，適用于制造加熱溫度高、使用條件苛刻的銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切和熱軋模具。汽車變速箱同步器銅錐環(huán)、銅彎頭、1/2銅閘閥閥體、1銅閘閥閥體外殼壓鑄模具、銅管熱擠壓模具、軸承套圈熱擠壓模具、液態(tài)模鍛活塞模具等。是3CR2W8V的3-6倍。HRC52~55

HMA-5兩用基體鋼具有純凈的基體、均勻的退火組織、優(yōu)異的各向韌性和延展性、良好的耐磨性、良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)異的淬透性、良好的抗回火和軟化性能、良好的高溫強(qiáng)度、良好的抗熱疲勞性能、優(yōu)異的拋光性能、高硬度、高耐磨性和高韌性。

HMAX-5鋼具有優(yōu)異的沖擊韌性、高耐磨性和高使用硬度。適用于各種熱加工(熱擠壓、壓鑄、復(fù)雜型腔熱鍛)模具，主要用于韌性和硬度都很高的熱加工工況。也可用作冷加工模具材料(如重沖壓、冷鍛)，還可用于高鏡面、高耐磨、高韌性的復(fù)雜型腔塑料模具。也適用于熱模斷面、熱沖壓模具、冷作模具和工作條件惡劣的工程用鋼，如高速熱鍛模具(精密齒輪、曲軸、連桿、閥芯模具、高負(fù)荷沖壓模具、滾絲模具等。);也適用于耐磨要求高的增強(qiáng)塑料和壓縮模具；對(duì)高溫耐磨性要求高的熱擠壓模具等。

HRC56~58

HMAX-6HMAX-6是一種基體模具鋼，具有很高的耐熱性和韌性，冷熱兩用。硫含量極低(5ppm)，基體純凈，組織均勻，沒有大的共晶碳化物，調(diào)質(zhì)后具有優(yōu)異的沖擊性能，以及高高溫強(qiáng)度和高韌性。

HMAX-6適用于耐磨性極其苛刻的熱鍛工藝(如沖頭)和耐高溫模具(如閥門)。也適用于熱鍛、熱沖壓、熱軋、鐓粗、軸向閉模軋制、熱彎工作條件下的模具或工具。

HRC58~60

模具鋼的性能要求

1. 強(qiáng)度性能

（1）硬度硬度是模具鋼的主要技術(shù)指標(biāo)，模具在高應(yīng)力的作用下欲保持其形狀尺寸不變，必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼在室溫條件下一般硬度保持在HRC60左右，熱作模具鋼根據(jù)其工作條件，一般要求保持在HRC40~55范圍。對(duì)于同一鋼種而言，在一定的硬度值范圍內(nèi)，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯的差別。

（2）紅硬性 在高溫狀態(tài)下工作的熱作模具，要求保持其組織和性能的穩(wěn)定，從而保持足夠高的硬度，這種性能稱為紅硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼通常能在180~250℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能，鉻鉬熱作模具鋼一般在550~600℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理工藝。

（3）抗壓屈服強(qiáng)度和抗壓彎曲強(qiáng)度 模具在使用過程中經(jīng)常受到強(qiáng)度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應(yīng)具有一定的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。在很多情況下，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)和抗彎試驗(yàn)的條件接近于模具的實(shí)際工作條件（例如，所測(cè)得的模具鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與沖頭工作時(shí)所表現(xiàn)出來的變形抗力較為吻合）。抗彎試驗(yàn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)變量的絕對(duì)值大，能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態(tài)下變形抗力的差別。

2. 韌性

在工作過程中，模具承受著沖擊載荷，為了減少在使用過程中的折斷、崩刃等形式的損壞，要求模具鋼具有一定的韌性。

模具鋼的化學(xué)成分，晶粒度，純凈度，碳化物和夾雜物等的數(shù)量、形貌、尺寸大小及分布情況，以及模具鋼的熱處理制度和熱處理后得到的金相組織等因素都對(duì)鋼的韌性帶來很大的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對(duì)于其橫向韌性的影響更為明顯。鋼的韌性、強(qiáng)度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地選擇鋼的化學(xué)成分并且采用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝，以使模具材料的耐磨性、強(qiáng)度和韌性達(dá)到最佳的配合。

沖擊韌性系表特征材料在一次沖擊過程中試樣在整個(gè)斷裂過程中吸收的總能量。但是很多工具是在不同工作條件下疲勞斷裂的，因此，常規(guī)的沖擊韌性不能全面地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗(yàn)技術(shù)正在被采用。

3. 耐磨性

決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具能夠在強(qiáng)烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機(jī)械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。為了改善模具鋼的耐磨性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對(duì)于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持潤(rùn)滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進(jìn)行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對(duì)鋼的磨損有較大的影響。

耐磨性可用模擬的試驗(yàn)方法，測(cè)出相對(duì)的耐磨指數(shù)，作為表征不同化學(xué)成分及組織狀態(tài)下的耐磨性水平的參數(shù)。以呈現(xiàn)規(guī)定毛刺高度前的壽命，反映各種鋼種的耐磨水平；試驗(yàn)是以Cr12MoV鋼為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。

4. 抗熱疲勞能力

熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此，評(píng)價(jià)熱作模具鋼的斷裂抗力應(yīng)重視材料的熱機(jī)械疲勞斷裂性能。熱機(jī)械疲勞是一種綜合性能的指標(biāo)，它包括熱疲勞性能、機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性三個(gè)方面。

熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多；機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后，在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴(kuò)展時(shí)，每一應(yīng)力循環(huán)的擴(kuò)展量；斷裂韌性反映材料對(duì)已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展，必須在裂紋尖端具有足夠高的應(yīng)力強(qiáng)度因子，也就是必須有較大的裂紋長(zhǎng)度。在應(yīng)力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴(kuò)展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。

也就是說，抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命；而裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性，可以決定當(dāng)裂紋萌生后發(fā)生亞臨界擴(kuò)展的那部分壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具材料應(yīng)具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴(kuò)展速率和高的斷裂韌性值。

抗熱疲勞性能的指標(biāo)可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)，也可以用經(jīng)過一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均的深度或長(zhǎng)度來衡量。

5. 咬合抗力

咬合抗力實(shí)際就是發(fā)生“冷焊”時(shí)的抵抗力。該性能對(duì)于模具材料較為重要。試驗(yàn)時(shí)通常在干摩擦條件下，把被試驗(yàn)的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼）進(jìn)行恒速對(duì)偶摩擦運(yùn)動(dòng)，以一定的速度逐漸增大載荷，此時(shí)，轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大，該載荷稱為“咬合臨界載荷”，臨界載荷愈高，標(biāo)志著咬合抗力愈強(qiáng)。

抗彎強(qiáng)度是斷裂韌性的指標(biāo)嗎

抗彎強(qiáng)度是斷裂韌性的指標(biāo)。這個(gè)就是指標(biāo)之一，所以選擇抗彎強(qiáng)度高的就是斷裂韌性好的

熱沖模用什么模具鋼

熱沖模用HMAX系列模具鋼

材料名稱 材料牌號(hào) 特性 用途 可用硬度值

HMAX系列熱作模具鋼 HMAX-D HMAX-D是高耐熱中韌性模具鋼，提高了斷裂韌性和熱疲勞抗力。工作溫度達(dá)700℃以上，是一種空冷硬化型的熱作模具鋼，具有高溫韌性及熱穩(wěn)定性高，冷熱疲勞抗力和熱磨損性能好等優(yōu)點(diǎn)。 HMAX-D適用于制作受熱溫度較高，使用條件苛刻的熱作模具，如黑色及有色金屬材料的熱擠壓模，熱精鍛模等。鋼使用壽命比3Cr2W8V鋼有顯著提高。 HRC48～50

HMAX-R HMAX-R是新型高耐熱中韌性模具鋼熱作模具鋼，使用壽命比3Cr2W8V鋼高標(biāo)準(zhǔn)2-6倍，適于制造溫度較高，與工件接觸時(shí)間長(zhǎng)，易引起熱變形塌陷或熱磨損失效的模具。良好的熱強(qiáng)性、紅硬性和耐磨性 2.耐熱沖擊及抗冷熱疲勞性能均佳 3.切削加工性能好、淬火溫度范圍寬、淬透性好。 HMAX-R鋼軸承內(nèi)圈成形沖頭、）軸承內(nèi)圈切底沖頭、）軸承內(nèi)圈成形凹模、軸承外圈成形凹模、鋼球熱鐓模、汽車氣門熱鍛模、汽車彈簧芯棒、汽車起動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪高速鍛模、螺母熱鍛模、柱塞熱壓沖頭、紫銅熱擠壓模、自行車曲柄滾鍛模、縫紉機(jī)擺梭頭等。 HRC50～55

HMAX-3 HMAX-3鋼是中耐熱高韌性具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性，較高熱強(qiáng)性、耐磨性、回火穩(wěn)定性，抗冷熱疲勞性能、冷熱加工性能好，工作溫度700℃以上。該鋼通用性強(qiáng)，適合于制作在高溫、高速、高負(fù)荷、急冷急熱條件下工作的模具，其性能優(yōu)于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼，模具壽命比3Cr2W8V鋼提高標(biāo)準(zhǔn)2—3倍。 HMAX-3鋼適用于熱鍛成形凹模、連桿輥鍛模、軸承套圈毛坯熱擠壓凹模、高強(qiáng)鋼精鍛模、中小型機(jī)鍛模、高溫軋輥模具、鋁合金壓鑄模等模具上，都有良好的效果。 HRC48～50

HMAX-4 HMAX-4是針對(duì)銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋輥模而研制的新型熱作模具用鋼，也是一種中碳超高強(qiáng)度和空冷硬化型耐高溫模具鋼，具有良好的熱強(qiáng)性、紅硬性和耐磨性。 由于HMAX-4模具鋼種的各項(xiàng)綜合性能良好，適用于制作受熱溫度較高，使用條件要求苛刻的銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋輥模熱作模具。汽車變速箱同步器銅錐環(huán)壓鑄模、銅彎管接頭壓鑄模、1/2銅閘閥體壓鑄模、1銅閘閥體殼壓鑄模、銅管熱擠壓模、軸承套圈熱擠壓模、液鍛活塞模等模具比3CR2W8V名稱提高3-6倍。 HRC52～55

HMAX-5 "冷熱兩用基體鋼，基體純凈、 退火組織均勻、各個(gè)方向都具有優(yōu)良的韌性和延展性、 良好的耐磨性 、 良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的淬透性、良好的抗回火軟化性能、良好的高溫強(qiáng)度、良好的抗熱疲勞性、 極佳的拋光性，兼具高硬度高耐磨性和高韌性。

" "HMAX-5鋼具有優(yōu)異的沖擊韌性、高耐磨性、高的使用硬度，適用于各種熱作（熱擠壓、壓鑄、復(fù)雜型腔熱鍛）模具，主要針對(duì)高韌性和高硬度兼?zhèn)涞臒釕B(tài)工況，也可以作為冷作模具材料（如重型沖裁、冷鍛等），還可用于高鏡面、高耐磨性、高韌性的復(fù)雜型腔塑膠模具。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 也適用于工況非常苛刻的熱模段、 熱沖壓模具、 冷作模具和工程用鋼， 例如： 高速熱鍛模具（精密齒輪、曲軸、連桿、氣門芯模具， 高負(fù)荷沖切模具、 搓絲模具等；也適用于耐磨性要求特高的增強(qiáng)型塑料和壓塑模具；高溫耐磨性要求很高的熱擠壓模具等。

HRC56～58

HMAX-6 "HMAX-6是高耐熱高韌性冷熱兼用基體模具鋼，硫含量極低（＜ 5ppm） ， 基體純凈、 組織均勻， 無大塊共晶碳化物、 淬回火后有優(yōu)越的沖擊性能， 兼有高的高溫強(qiáng)度、 高韌性。

" "HMAX-6適用于熱鍛工藝中對(duì)耐磨性異常嚴(yán)苛（ 如沖頭類） 的情況和耐高溫模具（ 如氣門類） 。也適合應(yīng)用與熱鍛、熱沖、熱軋、頂鍛、軸向閉模軋制、熱彎等工況下的模具或工具。

" HRC58～60

模具失效的特點(diǎn)???

模具失效

冷熱模具在服役中失效的基本形式可分為：塑性變形；磨損；疲勞；斷裂。

(1)塑性變形。

塑性變形即承受負(fù)荷大于屈服強(qiáng)度而產(chǎn)生的變形。如凹模出現(xiàn)型腔塌陷、型孔擴(kuò)大、棱角倒塌陷以及凸模出現(xiàn)鐓粗、縱向彎曲等。尤其熱作模具，其工作表面與高溫材料接觸，使型腔表面溫度往往超過熱作模具鋼的回火溫度，型槽內(nèi)壁由于軟化而被壓塌或壓堆。低淬透性的鋼種用作冷鐓模時(shí)，模具在淬火加熱后，對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行噴水冷卻產(chǎn)生一個(gè)硬化層。模具在使用時(shí)，如冷鐓力過大，硬化層下面的基底抗壓屈服強(qiáng)度不高，模具孔腔便被壓塌。模具鋼的屈服強(qiáng)度一般隨碳(c)的含量從某些合金元素的增多而升高，在硬度相同的情況下，不同化學(xué)成分的鋼具有的抗壓強(qiáng)度不同，當(dāng)鋼硬度為63HRC時(shí)，下列4種鋼的抗屈服強(qiáng)度由高到低依次順序?yàn)椋篧18Cr4VCr12Cr6WV5CrNiW。

(2)磨損失效。

磨損失效是指刃門鈍化、棱角變圓、平面下陷、表面溝痕、剝落粘膜(在摩擦中模具工作表而粘了些坯料金屬)。另外，凸模在工作中，由于潤(rùn)滑劑燃燒后轉(zhuǎn)化為高壓氣體，對(duì)凸模表面進(jìn)行劇烈沖刷，形成氣蝕。

冷沖時(shí)，如果負(fù)荷不大，磨損類型主要為氧化，磨損也可為某種程度的咬合磨損，當(dāng)刃口部分變鈍或沖壓負(fù)荷較大時(shí)，咬合磨損的情況會(huì)變得嚴(yán)重，而使磨損加快，模具鋼的耐磨性不僅取決于其硬度，還決定于碳化物的性質(zhì)、大小、分布和數(shù)量，在模具鋼中，目前高速鋼和高鉻鋼的耐磨性較高。但在鋼中存在有嚴(yán)重的碳化物偏析或大顆粒的碳化物情況下，這些碳化物易剝落，而引起磨粒磨損，使磨損加快。較輕冷作模具鋼(薄板沖裁、拉伸、彎曲等)的沖擊，載荷不大，主要為靜磨損。在靜磨損條件下，模具鋼的含碳量多，耐磨性就大。在沖擊磨損條件下(如冷鐓、冷擠、熱鍛等)，模具鋼中過多的碳化物無助于提高耐磨性，反而因沖擊磨粒磨損，而降低耐磨性。

研究表明，在沖擊磨粒磨損條件下，模具鋼含碳量以O(shè).6％為上限，冷鐓模在沖擊載荷條件下工作，如模具鋼中碳化物過多，容易固沖擊磨損而山現(xiàn)表面剝落。這些剝落的硬粒子將成為磨粒，加快磨損速度。熱作模具的型腔表面，由于高溫軟化而使耐磨性降低，此外，氧化鐵皮也起到磨料的作用，同時(shí)還有高溫氧化腐蝕作用。

(3)疲勞失效。

疲勞失效的特征：模具某些部位經(jīng)過一定的服役期，萌生了細(xì)小的裂紋，并逐漸向縱深擴(kuò)展，擴(kuò)展到一定尺寸時(shí)，嚴(yán)重削弱模具的承載能力而引起斷裂。疲勞裂紋萌生于應(yīng)力較大部位，特別是應(yīng)力集中部位(尺寸過渡、缺口、刀痕、磨損裂紋等處)，疲勞斷裂時(shí)斷門分兩部分，一部分為疲勞裂紋發(fā)展形成的疲勞處破裂斷面，呈現(xiàn)貝殼狀，疲勞源位于貝殼頂點(diǎn)。另一部分為突然斷裂，呈現(xiàn)不平整粗糙斷面。

使模具發(fā)生疲勞損傷的根本原因?yàn)樘丨h(huán)載荷，凡可促使表面拉應(yīng)力增大的因素均能加速疲勞裂紋的萌生。

冷作模具在高硬狀態(tài)下工作時(shí)，模具鋼具有很高的屈服強(qiáng)度和很低的斷裂韌性。高的屈服強(qiáng)度有利于推遲疲勞裂紋的產(chǎn)生，但低的斷裂韌性使疲勞裂紋的擴(kuò)展速率加快和臨界長(zhǎng)度減小，使疲勞裂紋擴(kuò)展循環(huán)數(shù)大大縮短，因此，冷作模具疲勞壽命主要取決于疲勞裂紋萌生時(shí)間。

熱作模具一般在中等或較低的硬度狀態(tài)下服役，模具斷裂韌性比冷作模具高得多，因此，在熱作模具中，疲勞裂紋的擴(kuò)展速度低于冷作模具，臨界長(zhǎng)度大于冷作模，熱作模具疲勞裂紋的亞臨界擴(kuò)展周期較冷作模長(zhǎng)得多，但熱作模具表面受急冷，急熱很易萌生冷熱疲勞裂紋，熱作模具的疲勞裂紋萌生時(shí)間比冷作模短得多，因此，許多熱作模其疲勞斷裂壽命主要取決于疲勞裂紋擴(kuò)展的時(shí)間。

(4)斷裂失效。

斷裂失效常見形式有：崩刃、腡齒、劈裂、折斷、脹裂等，不同模具斷裂的驅(qū)動(dòng)力不同。冷作模具、所受的主要為機(jī)械作用力(沖壓力)。熱作模所受除機(jī)械力外，還有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，有許多熱作模具的工作溫度較高，又采用強(qiáng)制冷卻，其內(nèi)應(yīng)力可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過機(jī)械應(yīng)力，因此，許多熱作模的斷裂主要與內(nèi)應(yīng)力過大有關(guān)。

模具斷裂過程有兩種：一次性斷裂和疲勞斷裂。一次性斷裂為模具有時(shí)在沖壓時(shí)突然斷裂，裂紋一旦萌生，后即失穩(wěn)、擴(kuò)展。它的主要原因?yàn)閲?yán)重超載或模具材料嚴(yán)重脆化(如過熱、回火不足、嚴(yán)重應(yīng)力集十及嚴(yán)重的冶金缺陷等)。

3 模具失效原因及預(yù)防措施

(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理引起失效。

尖銳轉(zhuǎn)角(此處應(yīng)力集中高于平均應(yīng)力十倍以上)和過大的截面變化造成應(yīng)力集中，常常成為許多模具早期失效的根源。并且在熱處理淬火過程中，尖銳轉(zhuǎn)角引起殘余拉應(yīng)力，縮短模具壽命。

預(yù)防措施：凸模各部的過渡應(yīng)平緩圓滑，任何役小的刀痕都會(huì)引起強(qiáng)烈的應(yīng)力集中，其直徑與長(zhǎng)度應(yīng)符合—定要求。

(2)模具材料質(zhì)量差引起的失效。

模具材料內(nèi)部缺陷，如疏松、縮孔、夾雜成份偏析、碳化物分布不均、原表面缺陷(如氧化、脫碳、折疊、疤痕等)影響鋼材性能，

a．夾雜物過多引起失效。

鋼中存在夾雜物足模具內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的根源，尤其是脆性氧化物和硅酸鹽等，在熱壓力加工中不發(fā)生塑性變形，只會(huì)引起脆性的破裂而形成微裂紋。在以后的熱處理和使用中訪裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，而引起模具的開裂。此外，在磨削中，由于大顆粒夾雜物剝落造成表面孔洞。

b．表面脫碳引起失效。

模具鋼在熱壓力加工和退火時(shí)，常常由于加熱溫度過高，保溫時(shí)間過長(zhǎng)，而造成鋼材表面脫碳，嚴(yán)重脫碳的鋼材在機(jī)械加工后，有時(shí)仍殘留有脫碳層，這樣在淬火時(shí)，由于內(nèi)外層組織的不同(表面脫碳層為鐵索體，內(nèi)部為珠光體)造成組織轉(zhuǎn)變不一致，而產(chǎn)生裂紋。

c．碳化物分布不勻，引起失效。

Crl2、Cr112MoV等模具鋼含碳量和合金元素較高，形成了許多共晶碳化物，這些碳化物在鍛造比較小時(shí)，易呈現(xiàn)帶狀和網(wǎng)狀偏析，導(dǎo)致淬火時(shí)常出現(xiàn)沿帶狀碳化物分布的裂紋，模具在使用中裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，而造成模具開裂失效。

預(yù)防措施：鋼在緞軋時(shí)，模具應(yīng)反復(fù)多方向鍛造，從而鋼中的共晶碳化物擊碎得更細(xì)小均勻，保證鋼碳化物不均勻度級(jí)別要求。

(3)模具的機(jī)加上不當(dāng)。

a 切削中的刀痕：模具的型腔部位或凸模的圓角部位在機(jī)加工中，常常因進(jìn)刀太探而使局部留下刀痕，造成嚴(yán)重應(yīng)力集中，當(dāng)進(jìn)行淬火處理時(shí)，應(yīng)山集中部位極易產(chǎn)生微裂紋。

預(yù)防措施：在零件粗加工的最后一道切削中，應(yīng)盡量減少進(jìn)刀量，提高模具表面光潔度。

b 電加工引起失效。模具在進(jìn)行電加工時(shí)，由于放電產(chǎn)生大量的熱，將使模具被加工部位加熱到很高溫度，使組織發(fā)生變化，形成所謂的電加工異常層，在異常層表面由于高溫發(fā)生熔融，然后很快地凝固，該層在顯微鏡下呈白色，內(nèi)部有許多微細(xì)的裂紋，白色層下的區(qū)域發(fā)生淬火，叫淬火層，再往里由于熱影響減弱，溫度不高，只發(fā)生回火，稱回火層。測(cè)定斷面硬度分布：熔融再凝固層，硬度很高，達(dá)610~740HRC，厚度為30m，淬火層硬度400~500HRC，厚為20m。回火屬高溫回火，組織較軟，硬度為380—400HRC，厚為10m。

預(yù)防措施：①用機(jī)械方法去除開常層中的再凝固層，尤其是微觀裂紋；②在電加工后進(jìn)行一次低溫回火，使異常層穩(wěn)定化，以防微裂紋擴(kuò)展。

c磨削加工造成失效。模具型腔面進(jìn)行磨削加工時(shí)，由于磨削速度過大，砂輪粒度過細(xì)或冷卻條件差等因素影響，均會(huì)導(dǎo)致磨削表曲過熱或引起表面軟化，硬度降低，使模具在使用中因磨損嚴(yán)重，或熱應(yīng)力而產(chǎn)生 磨削裂紋，導(dǎo)致早期失效。

預(yù)防措施：①采用切削力強(qiáng)的粗砂輪或粘結(jié)性差的砂輪；②減少工件進(jìn)給量；③選用合適的冷卻劑；④磨削加工后采用250~350℃回火，以除磨削應(yīng)力。

(4)模具熱處理工藝不合適。

加熱溫度的高低、保溫時(shí)間長(zhǎng)短、冷卻速度快慢等熱處理工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，都將成為模具失效因素。

a．加熱速度：模具鋼中含有較多的碳和合命元素，導(dǎo)熱性差，因此，加熱速度不能太快，應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止模具發(fā)生變形和開裂。在空氣爐中加熱淬火時(shí)，為防止氧化和脫碳，采用裝箱保護(hù)加熱，此時(shí)升溫速度不宜過快，而透熱也應(yīng)較慢。這樣，不會(huì)產(chǎn)生大的熱應(yīng)力，比較安全。若模具加熱速度快，透熱快，模具內(nèi)外產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。如果控制不當(dāng)，很容易產(chǎn)生變形或裂紋，必須采用預(yù)熱或減慢升溫加速度來預(yù)防。

b．氧化和脫碳的影響。模具淬火是在高溫度下進(jìn)行的，如不嚴(yán)格控制，表曲很易氧化和脫碳。另外，模具表面脫碳后，由于內(nèi)外層組織差異、冷卻中出現(xiàn)較大的組織應(yīng)力、導(dǎo)致淬火裂紋。

預(yù)防措施：可采用裝箱保護(hù)處理，箱內(nèi)填充防氧化和脫碳的填充材料。

(1)冷卻條件的影響。

不同模具材料，據(jù)所要求的組織狀態(tài)、冷卻速度是不同的。對(duì)高合金鋼，由于含較多合金元素，淬透性較高，可以采用油冷、空冷甚至等溫淬火和等級(jí)淬火等熱處理工藝。

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