45号钢模具套筒淬火开裂的防止措施

　　(1)为避免45号钢模具套筒材质冶金质量带来的影响，在制作模具套筒时选用冶金质量较高的45号钢;为避免原始组织带来的影响并消除套筒在制作加工过程中产生的残余应力，对模具套筒进行淬火前预先热处理，如正火。

　　(2)为避免模具套筒加热不均匀、表面氧化带来的影响，采用井式炉加热，并严格控制淬火加热温度及加热保温时间，防止奥氏体晶粒长大。

　　(3)为解决因模具套筒形状及其淬火冷却特点引起的淬火开裂问题，专门设计了套筒淬火筐具，淬火时采用吊筐具对数个套筒同时进行淬火。淬火过程中，使装有套筒的筐具在水中迅速上下运动，并不时转移其在水中的区域，以获得好的淬火冷却效果。采用这种方式淬火，可消弱套筒外表面的冷却速度并使套筒内表面冷却速度略大于外表面冷却速度，使得外表面组织转变落后于内表面，这样可使套筒内表面应力以压应力状态分布，既可有效防止开裂，又可使内表面硬度增大，满足其工作性能要求。

　　(4)在完成模具套筒淬火操作进行搬运时，应轻拿轻放，严禁强烈碰撞或摔打，并对淬火后的模具套筒进行及时正确的回火。

　　采用上述措施对45号钢模具套筒经过多批淬火处理，基本没有发生淬火开裂现象。

　　45号钢模具套筒淬火开裂的原因分析

　　某厂耐火车间的砖机模具大多采用45号钢制成，采用这种材料其优点在于可就地取材、价格便宜、加工性好，但缺点是硬度不高、耐磨性差、使用寿命低。作为砖机模具，其性能要求工作表面必须具有高的硬度(60HRC)和耐磨性，心部要有足够韧性。模具在淬火过程中，在内应力作用下，往往因产生淬火裂纹而报废，其中以模具套筒最为严重，在淬火过程中有80%以上会产生淬火裂纹。造成很大经济损失。

　　导致模具淬火开裂的因素十分复杂，为了深入分析45号钢模具套筒淬火开裂的原因，对淬裂的45号钢模具套筒进行检查，发现淬火裂纹大多为平行于轴向的纵向裂纹，裂纹产生于套筒内表面，如图7-6所示。

　　1.淬火工艺的影响

　　45号钢模具套筒的淬火工艺为：840℃×0.5h，水冷淬火。在模具套筒加热过程中，淬火加热温度过高、加热时间过长，导致奥氏体晶粒长大，致使淬火马氏体粗化，断裂强度降低，淬裂倾向增大，而加热不均匀、表层氧化、脱碳均能诱发淬火裂纹。在淬火过程中，淬火速度、淬火时模具在水中停留的时间及淬火冷却方式是关键因素，其中淬火冷却直接影响到淬火内应力的类型、大小和分布，并影响到淬火后钢的组织状态，因此是影响45号钢模具套筒淬裂的最关键因素。原先在对模具套筒进行淬火时，是取单件(质量近30kg)，让其垂直入水，并迅速在水中上下运动。由于模具套筒的形状，使得淬火时套筒内表面的冷却速度慢于外表面冷却速度，以致内表面的组织转变比外表面慢一步，当外表面组织完全转变为马氏体时，内表面过冷奥氏体继续向马氏体转变，同时产生很大相变应力，当不能以塑变方式松弛这种应力时，则在内表面产生很大切向拉应力，导致开裂。

　　2.45号钢模具套筒淬火裂纹的成因

　　从45号钢模具套筒淬火形成的纵向裂纹看，其淬火开裂是套筒内表面在切向拉应力作用下产生的脆性开裂。对于45号钢模具套筒，由于其含碳量较高，加之钢的冶金质及原始组织的不利影响造成其本质脆性较大。又由于采用水做淬火介质，使套筒淬火时以极快速度发生马氏体组织转变，形成很大相变应力。因为模具套筒形状的影响，使其淬火时内、外表面的冷却速度不同，导致内表面以很大的应力分布，当应力超过材料的断裂强度时，则发生淬火开裂。

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