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Cr12MoV模具断裂原因分析及预防措施

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案例分析：

某模具加工厂生产制造的冷冲模具，材料为Cr12MoV冷作模具钢，生产工艺为：冶炼→锻造→球化退火→粗加工→热处理→精加工成型。热处理工艺为（980±10）℃油冷+（480±20）℃空冷。模具投入生产后，仅生产2000件即发生断裂，出现早期失效，为了找出模具断裂原因，对该模具的热处理工艺、化学成分、力学性能和金相组织进行了分析研究。

　　冷冲模具在真空热处理炉中分三段进行加热，首先加热到650℃保温，继续升温到850℃保温，最后加热到980℃保温，油中冷却；淬火结束后4h内进行回火，回火温度480℃、空冷。模具通过真空热处理炉淬火后，有效地避免了模具氧化、脱碳，模具变形小，同时还能除去工件中残存的有害气体，使模具获得良好的力学性能
　　经过化学成分分析，模具化学成分全部在标准值范围内。根据GB/T17394-1998测定模具热处理后里氏硬度为698、700和700HLD。根据GB/T230.1-2004测定模具断裂后模具试块上的洛氏硬度为48.0、47.5和48.0HRC，全部符合热处理工艺的技术要求。据GB/T10561-2005评定非金属夹杂物级别：球状氧化物D1级，因Cr12MoV钢经过电渣重熔处理，所以非金属夹杂物含量很少。模具经980℃淬火、480℃回火后，显微组织为回火马氏体+少量残余奥氏体+共晶碳化物+尖角、块状碳化物，其中尖角、块状碳化物成堆聚集或呈链状分布、或呈带连续分布、或呈网状分布，尖角、块状碳化尺寸较大。根据国际模协秘书长罗百辉分析，Cr12MoV模具断裂的主要原因，是由于材料中共晶碳化物呈网状分布，同时存在锋利、尖角块状碳化物，二者共同作用导致模具在使用过程中早期失效。在加工制造模具之前，应该对原材料显微组织进行检验，当共晶碳化物呈明显的网、带分布时，应进行热加工处理，使共晶碳化物的粒度、形态、分布发生改变，使其达到无规则均匀分布，只有这样才会使模具使用寿命成倍提高。

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