Cr12淬火后为什么开裂

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cr12普通淬火工艺升温，800保温40m，升温980保温1h,出炉油冷，回火180每次3h 3次。
——————————）））真空cr12淬火。 升温800，1h30m;保温1h30m， 升温1020，时间40m  保温 1h20m 工艺为半自动，走四步，出炉油冷。压氮至8~9万pa
2~3h后出炉回火，温度160。3次。每次3h .装炉量270~300kg 。
小件没事。大，厚的工件，客户取回后，线切割至一半开裂，裂纹为曲线状，是回火时间不充份吗？
我厂以为此付出很大代价，强烈求救！！！谢谢！！！

阳光初现

原因有很多：线切割时它有应力的，cr12淬火后，硬度高，在加上回火时间不够，就很容易开裂的！

vvvw

回火的温度低了，要线割的料要用高温回火！最少要用500回个2次以上~

wangqinghua196

油中冷却时间2--3小时太长了！

qibao9891

160的回火温度太低了。

华海

淬火油冷后应及时回火.回火温度210度3h以上2次即可!高温下保温时间应适当!

shenfuhai

淬火应力在回火的过程中没有消除的少,残余应力过大;在线切割过程中,应力重新分布所致.
可以提高回火温度在500度左右回火,可以消除淬火应力,防止线切割开裂.

zflong106

非常同意楼上的观点，但就这个淬火温度在500度的情况下回火，应该是达不到硬度要求。如果是高淬的话，会不会在淬火的时候增加开裂的可能性？

油水混淬

很明显是淬火应力没有消除导致的线切割开裂的.为什么小的没事.大的会裂了?

有专家曾经作过研究,cr12用1020淬火,然后用160左右的温度去低温回火,第一次回火后的组织和你淬火后的组织基本相同.....所以楼主应该选用高温回火来及时消除淬火应力,温度在520左右. 三次

顺便回复楼上的朋友:
  1. 你知道楼主的硬度要求吗?为什么说在500度的情况下回火，应该是达不到硬度要求?
   2.如果是高淬的话，会不会在淬火的时候增加开裂的可能性？
答:1020去淬火对于cr12来讲,温度不算很高,如果工件不是太复杂,在不过烧的前提下,对开裂没有多大的影响,只不过对变形稍微有点不利

zyh7488

本工艺过程至少有2个地方是应该一定要避免的：1.油冷时间2-3小时；
2.低温回火（回火时间可能还偏短）；


另外。应在线切割的时候采取相应的措施，预防开裂。

扬子眼镜

楼上的朋友能够具体说说是哪些措施,可以防止线切割时开裂吗?诚心请教,谢谢!

小炭工

线割的工件一般采用高温回火,大厚工件的回火时间应该适当的延长  必须保证回火的 充分!

dengzi17

哦  我们公司也存在相应的问题

mms

慢走丝加工后开裂， Crl2钢属高碳高铬钢，是高耐磨微变形冷作模具钢，具有高淬透性、高淬硬性、高耐磨性、热处理变形微小、中等回火稳定性，高的抗压强度。断面在200-350mm的模具淬火能完全被淬透。这种钢不仅可用油冷，而且即使硝盐或空冷也可淬硬。但碳化物偏析倾向严重。在设计和制造尺寸较大、重载或精度较高的冷作模具中，Crl2钢占很大的比例。但此类材料在电火花慢丝加工过程中，或加工完毕后，模具开裂时有发生。

1．开裂的原因

(1)现象分析。模具开裂有时发生在慢丝加工过程之中，有时发生在慢丝加工完毕之后，那么模具开裂是不是慢丝加工造成的呢?试验表明：慢丝加工表面为圆形凸起和凹坑密布并有无数微孔，凸起与凹坑之间有较大圆角过渡，因此微区尖角效应小；模具钢慢丝加工表层存在残余拉应力，拉应力值沿变质层从表及里递减，约在变质层与基体交界处趋于零；慢丝加工仅在表层约0．05mm深度范围内出现变质层；慢丝加工的白亮层中几乎不存在显微裂纹。根据我们对几副慢丝加工开裂模具表面的金相检查，也没有发现显微裂纹。在变质层中“白亮”圆点的分布，明显地呈平行直线条轨迹，和慢丝加工时钼丝运动的轨迹相一致。从慢丝加工开裂的Crl2钢模具来看，裂纹长度均达数70毫米，甚至许多裂纹贯穿整块模具；裂纹发生的部位无规律性，和钼丝运动的轨迹无关，有时没有经过慢丝加工的模具，或不在慢丝加工过的部位，也能发生类似的开裂。这就说明了慢丝加工并不是造成Crl2钢开裂的真正原因。

(2)内应力。产生内应力的因素是多方面的，各道机械加工都会使模具产生内应力，但从数量上来说，都无法和热处理淬火所造成的残余内应力相比。模具经过淬火后各部份的残余内应力是不均匀的，一般存在着表层、中间区域和心部等不同应力场的分布状态，见图2。慢丝加工和一般机械加工相比，有其独特的加工路线。其加工路线一般经过模具的边缘、中间区域和心部；这样随着大量的Crl2模具材料被切断和去除，必然改变表层、中间层和心部的应力场分布状态。在模具慢丝加工过程中，随着钼丝的移动，热处理淬火后的残余内应力不断发生变化，破坏了模具内部原来维持的平衡状态，使得材料发生变形。如果慢丝加工路线经过模具的最大残余应力区域，内应力将因必须依存的一方突然消失而变成足够大的拉应力，使得模具“开裂”。


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(3)从许多慢丝加工开裂的Crl2钢模具中，还注意到模具的厚度均超过40mm，这是因为：首先，工件经过热处理淬火后，其内部残余应力的大小及种类和工件的厚度有一定的关系。从图2中可以看出，薄的工件表面呈拉应力状态，心部呈压应力状态，厚的工件表面呈压应力状态，心部则呈拉应力状态。厚工件拉应力的绝对值比薄工件要大。实验也证明，较细的圆棒表面及其附近部份的残余拉应力较大，而粗圆棒的内部残余拉应力较大。大家知道，当拉应力值超过材料的强度极限时，则产生裂纹。而且残余拉应力容易使零件表面产生裂纹且裂纹易扩展，从而引起裂纹的发生。因此残余拉应力正是造成工件开裂的主要原因。其次，从图3中可以看到，当厚度较小时，裂纹顶端的应力处于平面应力状态，沿厚度方向无约束，易产生塑性流动。所以断裂前滑移变形量大，吸收能量多，故平面应变断裂韧度K 较高；随着厚度的增加， 。逐渐减小；当厚度较大时，裂纹顶端的应力处于平面应变状态，沿厚度方向收缩受约束；塑性流动困难，圯值较低，易产生解理断裂。所以，当较厚的Crl2钢被慢丝加工后，其本身的断裂韧度。较低，而残余拉应力较大，所以，比薄的Crl2钢模具开裂的可能性要大得多。


2. 实例试验

以Crl2材料为例进行试验，在同一根Crl2圆钢上连续锯取3段∮150*162mm的钢材，然后同炉分3个阶段加热：即400～6o0℃第一次预热；800～9OO℃第二次预热；1150-1200~C高温加热。始锻温度为1030-1100~C，终锻温度为850-900~C，锻造成3块尺寸为216x186x65mm的长方体，锻后应缓冷(砂冷或石灰冷)，同炉热处理退火(硬度219HB)，再机械加工成尺寸为200x170x6Omm的甲、乙、丙3块模块。把甲模块直接进行热处理淬火，工艺如图4所示。


图4 甲模块热处理工艺图

处理后硬度为63．4HRC。模具经过慢丝加工完毕后发生开裂，被切割下的废料亦同时发生开裂。废料被割下离开模块后，裂纹随时间推移逐渐发展，约于4h后停止。乙模块在热处理淬火前先钻铣加工成每边约留2-3mm余量的型孔。当然，如能用慢丝加工作粗加工，切出有余量的型孔更好，而且模块心部的高合金钢材料可以利用切割成其它模具的小凸模。所留余量只要能满足热处理淬火变形和慢丝加工装夹误差即可，然后将模具进行热处理淬火，工艺如图5所示。


热处理后硬度61HRC。模具经慢丝加工后没有出现裂纹，慢丝加工割下的废料也没有出现裂纹。从甲、乙两块模具的不同工艺中可以看到：甲模块由于热处理淬火残余内应力大，心部呈很大的拉应力状态，经慢丝加工后发生开裂；乙模块热处理冷却介质温度稍高，残余内应力偏小，回火温度亦稍高，残余内应力消除较充分。又由于乙模块在热处理前已加工成空心，使原来淬火模具的心部变为“表层”，从而完全改变了模具热处理淬火后残余应力的分布状态。模具加工成空心以后，减小了淬火模具的有效厚度，降低了残余拉应力的绝对值。所以，乙模块慢丝加工后没有发生开裂。后来，采用乙模块模具的加工路线和热处理工艺，加工Crl2钢模具，均未发生开裂现象。考虑到残余内应力的下降率是温度的函数，所以，把丙模块按甲模块的尺寸进行机械加工和热处理淬火。淬火完毕后，立即把丙模块放人230~C的硝盐内进行回火，回火3次，每次3h，使得丙模块的热处理淬火残余应力消除得更充加分，热处理后硬度为60HRC。丙模块经过慢丝加工后，也没有发生开裂。



3. 防止Cr12钢模具开裂的措施

为了防止Crl2钢模具的慢丝加工开裂，可采用以下两个办法：

(1)对于硬度要求大于60HRC，型腔几何形状复杂的凸、凹模，可在热处理淬火前先机加工成型孔，适当留下加工余量，再进行热处理淬火、回火，然后慢丝加工成形。

(2)硬度要求在58-62HRC的凸模，在保证其使用硬度的情况下，热处理淬火后尽量提高回火温度≥

200~C，但Crl2钢在300～375cC的回火脆性区必须避开，回火2-3次，每次2-4h使残余内应力尽量减少。然后再慢丝加工成形。最后再进行180-200~C低温回火，保温2～3h。
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[ 本帖最后由 mms 于 2008-4-1 23:08 编辑 ]

本色

我公司曾出现Ｃ１２淬火后，线切割加工出现开裂问题，但经过多方面研究，终于把开裂的问题攻克了，降低温度淬火，回火要２到３次．．．．．

范进

要求高的模具,建议采用CR12MOV的材料,或者更好点的材料,最好,是高淬高回

十年热处理

同意你以上的分析观点，那从材料本身来分析？材料的碳化物分布对线切割开裂有没有影响？

wangqinghua196

我仔细看了该文，论述的很好，在实践中确实如此，所以我又加了20分。
不过很多制造模具的人并不了解！建议把该文单独提出做一个主题发帖！

扬子眼镜

真的是一篇好论文，受益匪浅，非常感谢！！！！

yefengdana

高碳高合金钢淬火后线切割后开裂是个老问题，不过只要排除原材料的问题外，热处理就比较好解决，采用低淬高回工艺就可避免，同时一定要注意大件的预冷，及在油中的时间，必须带温出油，同时淬火油的温度在淬火前应该在50°-80°之间，淬火后现进行一次160°低温回火，然后再是两次520°高温回火，然后再进行一次200°低温回火。这就安全了。