模具裂纹的发生起点是模具角部、加工缺陷和热裂纹等应力集中部位。但钢的韧性对裂纹容易发生的程度(抗裂性)有影响。夏比冲击值和断裂韧性值是使用最多的韧性评价指标。热作工具钢中的cr、mo、w、v碳化物对提高抗软化性和淬火硬度有很大作用。但碳化物过剩是热作工具钢韧性下降的主要原因。所以,根据强度-韧性平衡的需要,应对钢的成分进行合理设计。ni是不形成碳化物的元素,但固溶于钢的基体可以提高钢的韧性。所以,要求抗冲击性的skt3、skd4中都添加了ni。
钢的韧性与钢的冷却速度有很大关系。大型模具淬火时,由于中心的冷却速度小于表面的冷却速度,中心部位常常得不到正常、均匀的淬火组织,导致韧性下降。
为此,应提高钢的淬透性。cr、mn、mo、v是提高淬透性的有效元素。淬透性的评价方法有连续冷却转变曲线(cct)和半冷时间缓慢冷却淬火的夏比冲击值。半冷时间是钢的温度从淬火温度下降到1/2淬火温度的时间。通过设定各种半冷时间,可以模拟大型模具芯部的冷却速度。
热作工具钢制造的模具,特别是要求加工品表面美观的压铸模具,常常发生模具热裂。
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