模具鋼購(gòu)買(mǎi)的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)價(jià)格并不是統(tǒng)一固定的，有的地方會(huì)高一些，有的地方可能會(huì)便宜一些，但實(shí)際報(bào)價(jià)還是要看廠(chǎng)家和產(chǎn)品質(zhì)量。畢竟貪小便宜買(mǎi)劣質(zhì)。模具鋼結(jié)果往往得不償失。我建議大家在實(shí)際購(gòu)買(mǎi)的時(shí)候，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)買(mǎi)，去專(zhuān)業(yè)正規(guī)的廠(chǎng)家購(gòu)買(mǎi)。圖1產(chǎn)品模具開(kāi)裂。

　　H13鋼模具在使用中開(kāi)裂，其中一個(gè)模具的橫截面被火焰氣割槍切割，如圖2所示。從斷口形貌看，裂紋源在金相缺口附近，斷口比較平整，圖中的空洞是金相試樣的切割位置。在圖2所示位置取金相檢測(cè)試樣，尺寸為10mm×10mm×15mm，檢測(cè)面與斷口平行。將樣品研磨拋光后，在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察未腐蝕的樣品，沒(méi)有明顯的夾雜物痕跡。樣品用5%的硝酸酒精腐蝕后，得到腐蝕處理后H13鋼的金相圖，如圖3所示。根據(jù)GB/T8420-2008《動(dòng)火作業(yè)》模具鋼金相組織評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)定樣品的金相組織， 金相組織在2級(jí)和3級(jí)之間，調(diào)質(zhì)組織較好。

　　圖3金相組織和500倍光學(xué)顯微鏡局部放大圖

　　硬度測(cè)試時(shí)，以金相顯示面為硬度測(cè)試面，隨機(jī)選取三個(gè)點(diǎn)。硬度為65HRC、72HRC、67HRC，平均硬度為68HRC。鋼中碳含量與淬火鋼硬度的曲線(xiàn)如圖4所示。H13鋼的淬火硬度約為55HRC，可以判斷其淬火硬度過(guò)高。

　　圖4鋼中碳含量與淬火鋼硬度曲線(xiàn)

　　模具開(kāi)裂原因分析及顯微組織分析措施淬火加熱溫度對(duì)H13鋼的顯微組織有很大影響。淬火加熱溫度的選擇應(yīng)以獲得均勻細(xì)小的奧氏體為原則，以便淬火后獲得細(xì)小的馬氏體組織。根據(jù)圖2，金相組織等級(jí)可評(píng)為2級(jí)，調(diào)質(zhì)處理得到的組織良好，表面無(wú)明顯夾雜物和偏析。可以預(yù)測(cè)h13會(huì)在錠料比較純凈的京津冀銷(xiāo)售。模具鋼鋼，且預(yù)處理工藝效果良好。硬度分析(1)淬火溫度對(duì)H13鋼硬度的影響。從圖5可以看出淬火溫度對(duì)H13鋼硬度的影響。隨著淬火溫度的升高， H13鋼的硬度也增加。主要原因是:一方面，淬火溫度升高，冷卻速度提高，組織中形成的馬氏體含量增加，硬度提高；另一方面，隨著淬火溫度的提高，合金碳化物的溶解加快，淬火后馬氏體中的碳和合金元素增多，從而提高H13鋼的淬透性和淬硬能力，淬火后的硬度自然提高。淬火溫度為1100℃時(shí)，H13鋼的硬度更高，有利于提高H13鋼的耐磨性，但鋼基體上容易出現(xiàn)裂紋。

　　圖5 5h 13鋼硬度與淬火溫度的關(guān)系曲線(xiàn)

　　⑵回火溫度對(duì)H13鋼硬度的影響。從圖6中回火溫度對(duì)硬度的影響曲線(xiàn)可以看出，隨著回火溫度的升高，H13鋼的回火硬度先降低。模具鋼鋼逐漸增加，達(dá)到峰值后呈下降趨勢(shì)。存在明顯的二次硬化現(xiàn)象，二次硬化峰值溫度為350℃。但隨著回火溫度的不斷提高，H13鋼的硬度下降到33.6HRC，已不能令人滿(mǎn)意。模具鋼硬度要求。

　　回火溫度對(duì)6H13鋼硬度的影響。

　　從圖7中620℃回火時(shí)保溫時(shí)間對(duì)鋼硬度的影響曲線(xiàn)可以看出，H13鋼的硬度隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低。H13鋼不保溫時(shí)硬度接近50HRC，但保溫22小時(shí)后，H13鋼的硬度下降到35HRC。模具鋼鋼的熱穩(wěn)定性是充分回火后加熱保溫以獲得淬火后一定硬度的過(guò)程。因此，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，H13鋼的硬度不斷降低，這主要是由于鋼中合金元素如碳、鉻的固溶度降低，碳化物析出。

　　圖7回火保溫時(shí)間對(duì)7H13鋼硬度的影響

　　根據(jù)H13鋼含碳量與淬火鋼硬度的曲線(xiàn)可以看出，淬火溫度過(guò)高或回火溫度過(guò)低、回火保溫時(shí)間過(guò)短都可能造成H13鋼硬度過(guò)高，而回火不足則可能造成模具硬度分布不均勻。由于熱處理時(shí)操作不當(dāng)或爐溫控制不當(dāng)，可能導(dǎo)致淬火回火后的模具硬度偏高，進(jìn)一步影響模具的沖擊韌性，更終使顯微組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，殘余內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，在外力作用下容易開(kāi)裂，導(dǎo)致模具早期失效斷裂。防止模具失效的對(duì)策(1)模具預(yù)熱。H13鋼由于合金元素多，導(dǎo)熱性差，預(yù)熱溫度低，模具熱應(yīng)力大，容易開(kāi)裂， 所以需要充分預(yù)熱。但過(guò)高的預(yù)熱溫度也會(huì)影響其力學(xué)性能，引起塑性變形。預(yù)熱溫度一般為250 ~ 300℃。⑵模具的冷卻。因?yàn)镠13鋼的使用溫度較高，使用一定時(shí)間后，模具溫度會(huì)過(guò)高，會(huì)低于使用強(qiáng)度要求，所以需要強(qiáng)制冷卻到合理的溫度。快速淬火會(huì)導(dǎo)致模具出現(xiàn)熱疲勞裂紋，使用后需要緩慢冷卻，避免熱應(yīng)力。(3)模具的潤(rùn)滑。對(duì)于鍛模，在使用過(guò)程中需要一定的石墨和碳粉來(lái)潤(rùn)滑型腔表面，以降低其成型力，保證材料的正常流動(dòng)，避免膨脹和開(kāi)裂，保證鍛件順利脫模。與此同時(shí)， 石墨有散熱的作用。結(jié)論在模具制造和使用過(guò)程中，化學(xué)成分和冶金質(zhì)量、模具設(shè)計(jì)、制造工藝、模具維護(hù)和使用等因素都可能導(dǎo)致模具失效。合理的熱處理工藝可以使模具獲得優(yōu)異的綜合力學(xué)性能。模具鋼鋼，提高模具的使用壽命。但如果熱處理缺陷是由于熱處理工藝的設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)造成的，則會(huì)嚴(yán)重危及模具的承載能力，造成早期失效，縮短工作壽命。通過(guò)研究分析，確定了某產(chǎn)品H13鋼模具的斷裂屬于脆性斷裂。原因是熱處理工藝不合理導(dǎo)致模具整體硬度偏高，硬度分布不均勻， 這導(dǎo)致模具的沖擊韌性極低，并導(dǎo)致其過(guò)早失效和斷裂。找出模具的失效原因，作為熱處理部門(mén)調(diào)整其熱處理工藝的依據(jù)，避免類(lèi)似問(wèn)題的再次發(fā)生。

　　資料來(lái)源:《鍛造與沖壓》，第1期，2020年

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