CR12模具鋼外形尺寸為:700×300mm×50mm;技術要求：54~58hrc。由于模具較大，模具放在具有保護氛的井試電爐中加熱，加熱溫度980℃，保 溫時間60min，出爐后淬油，于180~200℃出油空冷，淬火后立即放入400℃回火爐中保溫4H，回火后硬度檢查為55hrc。符合技術要求。但模具廠家 將該模具經磨削后投入使用時卻發現多處裂紋。

　　對此, 我們對斷裂的Cr12 鋼模具進行材料成分和金相分析, 結果如下:

　　(1)化學成分(質量分數) c=1.69%、 cr=10.11%、 s=0.023% mn=0.32%

　　該模具鋼成分不符合國家標準, 證明該模具鋼不是大型正規廠家生產。

　　(2)金相分析對該模具進行金相分析發現：

　　采用功率重新分布和儀表合理利用可以改善爐溫均勻度, 將提高設備的利用率和生產能力, 并且儀表的合理利用方法很簡便。如果要改善使用后的電阻爐爐溫均勻度, 檢測時必須做好詳細的記錄,對據進行分析, 而后再決定所采取的措施, 并進行反復論證, 最終將獲得最佳的改善方法。

　　調查模具生產廠家, 得知該模具為協作廠家鍛造, 鍛后未進行球化退火。

　　斷裂原因分析= 由于Cr12! 鋼模具在鍛造后未進行球化退火, 鍛后模具鋼內部粗大的晶粒未得到細化, 鍛造過程中產生的網狀碳化物也未能進行很好地消除, 因此模具成型后在進行淬火、回火后產生針狀馬氏體并伴有網狀碳化物, 這是Cr12! 鋼模具斷裂的主要原因。

　　該模具由Cr12MoV鋼直接下料加工而成。外形尺寸：Φ180mm×250mm;硬度要求：56～60HRC。

　　熱處理工藝規范如圖所示, 淬火加熱在鹽浴爐中進行, 淬火后立即進行回火。

　　淬火、回火后的硬度58HRC, 符合技術要求。但結果兩次送來的模具熱處理后均斷裂。斷裂原因分析如下：

　　(1)化學成分分析 (質量分數)wc=1.60%、wcr=10.82%、wmo=0.439%、wv=0.226%、0.008%，基本符合國家標準。

　　(2)金相分析 對Cr12MoV鋼模具原材料進金相分析發現, 原材料金相組織中存在著明顯的碳化物偏析(呈帶狀分布)。

　　因此可確定,Cr12MoV鋼原材料中碳化物嚴重偏析是造成模具熱處理后斷裂的主要原因。

　　3. 防止措施

　　(1)Cr12鋼、Cr12MoV鋼屬于萊氏體鋼, 鑄態下有共晶組織存在, 需要進行充分熱機械加工，將網狀共晶碳化物打碎。這種鋼由于碳化物數量較多, 一般情況雖經鋼廠的熱機械加工, 但往往仍存在著一定的碳化物偏析。一些不正規小廠生產的Cr12鋼、Cr12MoV鋼碳化物偏析更嚴重, 使鋼的力學性能呈各向異性易引起熱處理后的變形與斷裂。因此在使用這兩種鋼制作較復雜模具時, 應對原鋼材進行鍛造, 并反復徽粗、拔長, 以消除鋼中碳化物的不均勻性, 這也有利于減少模具加工后的熱處理變形和斷裂。

　　(2)鍛造后的Cr12鋼、Cr12MoV鋼的預備熱處理鍛造后的Cr12鋼、Cr12MoV鋼必須要進行球化退火, 為最終熱處理作好組織準。

　　Cr12鋼的球化退火溫度為840℃保溫一定時間, 并在730℃等溫一定時間后, 再爐冷至550℃出爐空冷。

　　Cr12MoV鋼的球化退火溫度為860℃，保溫一定時間后爐冷至730℃，再等溫一定時間后爐冷至500℃出爐空冷。

　　球化退火后的組織應為：索氏體基體上均勻分合金碳化物(為最終熱處理作好組織準備)。

　　采取以上兩項措施后, 只要采取正確的熱處理工藝規范就可預防和減少Cr12鋼、Cr12MoV鋼的模具的熱處理斷裂問題。

　　4.結論

　　Cr12鋼、Cr12MoV鋼材料缺陷應引起模具生產廠家和熱處理廠家的足夠重視, 它是產生模具較大變形和斷裂的重要原因。對此應采取以下措施。

　　(1)模具生產廠家在選擇Cr12鋼、Cr12MoV鋼制造冷作模具時應對材料成分及碳化物偏析狀況進行檢查。對碳化物偏析嚴重的Cr12鋼、Cr12MoV鋼在制作較復雜模具時應進行合理鍛造,消除鋼中碳化物的不均勻性。鍛造后必須進行球化退化, 為模具加工成形后的熱處理作好組織準備,以減少模具熱處理后的變形與斷裂。

　　(2)熱處理廠家在對復雜的Cr12鋼、Cr12MoV鋼制模具進行熱處理前, 應詢問模具生產廠家模具材料加工前原始狀況, 最好能對特殊復雜模具進行現場無損金相檢查, 以確定合理的熱處理工藝。

　　(3)對熱處理后產生斷裂和嚴重變形的模具應認真及時地分析產生的原因, 找出減少和防止熱處Cr12鋼、Cr12MoV鋼模具材料缺陷對模具的危害, 高碳、高合金鋼, 應盡可能地消除碳化物的不均勻性。在軋制后盡可能采取球化退火, 為模具的加工和熱處理創造好的組織條件。

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