45號鋼模具套筒淬火開裂的防止措施

　　(1)為避免45號鋼模具套筒材質冶金質量帶來的影響，在制作模具套筒時選用冶金質量較高的45號鋼;為避免原始組織帶來的影響并消除套筒在制作加工過程中產生的殘余應力，對模具套筒進行淬火前預先熱處理，如正火。

　　(2)為避免模具套筒加熱不均勻、表面氧化帶來的影響，采用井式爐加熱，并嚴格控制淬火加熱溫度及加熱保溫時間，防止奧氏體晶粒長大。

　　(3)為解決因模具套筒形狀及其淬火冷卻特點引起的淬火開裂問題，專門設計了套筒淬火筐具，淬火時采用吊筐具對數個套筒同時進行淬火。淬火過程中，使裝有套筒的筐具在水中迅速上下運動，并不時轉移其在水中的區域，以獲得好的淬火冷卻效果。采用這種方式淬火，可消弱套筒外表面的冷卻速度并使套筒內表面冷卻速度略大于外表面冷卻速度，使得外表面組織轉變落后于內表面，這樣可使套筒內表面應力以壓應力狀態分布，既可有效防止開裂，又可使內表面硬度增大，滿足其工作性能要求。

　　(4)在完成模具套筒淬火操作進行搬運時，應輕拿輕放，嚴禁強烈碰撞或摔打，并對淬火后的模具套筒進行及時正確的回火。

　　采用上述措施對45號鋼模具套筒經過多批淬火處理，基本沒有發生淬火開裂現象。

　　45號鋼模具套筒淬火開裂的原因分析

　　某廠耐火車間的磚機模具大多采用45號鋼制成，采用這種材料其優點在于可就地取材、價格便宜、加工性好，但缺點是硬度不高、耐磨性差、使用壽命低。作為磚機模具，其性能要求工作表面必須具有高的硬度(60HRC)和耐磨性，心部要有足夠韌性。模具在淬火過程中，在內應力作用下，往往因產生淬火裂紋而報廢，其中以模具套筒最為嚴重，在淬火過程中有80%以上會產生淬火裂紋。造成很大經濟損失。

　　導致模具淬火開裂的因素十分復雜，為了深入分析45號鋼模具套筒淬火開裂的原因，對淬裂的45號鋼模具套筒進行檢查，發現淬火裂紋大多為平行于軸向的縱向裂紋，裂紋產生于套筒內表面，如圖7-6所示。

　　1.淬火工藝的影響

　　45號鋼模具套筒的淬火工藝為：840℃×0.5h，水冷淬火。在模具套筒加熱過程中，淬火加熱溫度過高、加熱時間過長，導致奧氏體晶粒長大，致使淬火馬氏體粗化，斷裂強度降低，淬裂傾向增大，而加熱不均勻、表層氧化、脫碳均能誘發淬火裂紋。在淬火過程中，淬火速度、淬火時模具在水中停留的時間及淬火冷卻方式是關鍵因素，其中淬火冷卻直接影響到淬火內應力的類型、大小和分布，并影響到淬火后鋼的組織狀態，因此是影響45號鋼模具套筒淬裂的最關鍵因素。原先在對模具套筒進行淬火時，是取單件(質量近30kg)，讓其垂直入水，并迅速在水中上下運動。由于模具套筒的形狀，使得淬火時套筒內表面的冷卻速度慢于外表面冷卻速度，以致內表面的組織轉變比外表面慢一步，當外表面組織完全轉變為馬氏體時，內表面過冷奧氏體繼續向馬氏體轉變，同時產生很大相變應力，當不能以塑變方式松弛這種應力時，則在內表面產生很大切向拉應力，導致開裂。

　　2.45號鋼模具套筒淬火裂紋的成因

　　從45號鋼模具套筒淬火形成的縱向裂紋看，其淬火開裂是套筒內表面在切向拉應力作用下產生的脆性開裂。對于45號鋼模具套筒，由于其含碳量較高，加之鋼的冶金質及原始組織的不利影響造成其本質脆性較大。又由于采用水做淬火介質，使套筒淬火時以極快速度發生馬氏體組織轉變，形成很大相變應力。因為模具套筒形狀的影響，使其淬火時內、外表面的冷卻速度不同，導致內表面以很大的應力分布，當應力超過材料的斷裂強度時，則發生淬火開裂。

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