CrWMn钢模具炸裂失效，中频感应加热炉轻松搞定

某冷作模具尺寸为120mmx210mmx250mm，工件材料为CrWMn钢。技术要求热处理后硬度为55-58HRC。生产中发现，模具热处理后线切割加工时发生炸裂破坏失效。经分析其缺陷产生的原因，发现采用中频感应加热炉进行热处理，可有效避免此类缺陷的产生。

断裂模具宏观检验发现，断口与轴线大体垂直，断面较平整、光滑，微弧形状，呈脆断特征；断口上边缘处为裂纹源区，其旁有放射状花样，中部是裂纹扩展区，最后断裂区呈快速撕裂形貌特征。通过对CrWMn钢模具各部位进行硬度检测可知，模具硬度明显偏低，设计要求模具硬度为55-58HRC，实际工件硬度仅为33-42HRC，且硬度分布很不均匀，因而模具强度性能大为下降。

炸裂模具试样金相观察发现，不同部位金相组织差别大，并且分布呈明显不均匀状态，表层组织为回火索氏体+回火托氏体；其余部位组织为回火托氏体组织+碳化物与片间距不同的珠光体类组织，呈珠光体和碳化物分别明显聚集区域形貌，碳化物亦有沿晶分布特征。金相组织表明，模具未完全淬透，且成分严重不均匀。

由断口形貌扫描电镜观察可知，断口均以解理、准解理和沿晶裂纹等脆性断裂特征为主，只有部分晶界发现少量韧窝形貌，因而该断口属典型脆性断裂。

模具检验结果和模具热处理工艺及线切割加工密切相关。该模具尺寸较大，淬火冷却时工件各部位冷却速度差异很大。表层冷却快，从而得到全马氏体组织；而内部冷却慢，发生珠光体型转变；而工件冷却连续降温，不同部位珠光体转变温度不同，形成组织不同，因而组织中片间距不同，并有碳化物析出。分析认为，模具金相组织不均匀并且局部碳化物偏聚现象，是由于原始组织严重不均匀造成的：同时，成分不均匀也是模具硬度不均匀的重要原因。炸裂模具整体未淬透，且淬透层薄。工件淬火后其最大拉应力位于模具内部，而且模具热处理后组织不均匀使工件残留应力增大。模具中存在的非金属夹杂缺陷引起应力集中，当其应力超过材料强度限时，模具薄弱处出现裂纹萌生源。裂纹一旦产生，在应力下迅速扩展，由于失效模具强度、韧性差和诸多缺陷，裂纹扩展呈脆性方式进行。工件由碳化物沿晶分布，其强度低，促使裂纹沿晶扩展。另外，模具回火不足，淬火残留应力未能消除完全，因而在模具线切割加工时，在外力作用下裂纹再次急速发展，引起工件炸裂破坏。

为防止CrWMn钢模具炸裂失效破坏，提出工艺改进措施如下：

（1）严格检验和控制模具坯件化学成分与原始组织技术要求，防止非金属夹杂物、偏析等缺陷超标坯料流入模具加工工序。

（2）采用中频感应加热炉进行新的热处理工艺，严格其工艺控制和操作，使模具完全淬透，减少工件淬火残留应力，并使模具淬火组织及性能符合技术要求。

（3）模具应充分回火，消除淬火残留应力，防止工件因回火不足出现残留应力过大而造成模具裂纹开裂失效。

（4）原模具回火温度偏高，工件硬度偏低很多且不均匀，这是工件强度低，造成裂纹断裂的重要原因之一。因而采用中频感应加热炉回火时，应调整回火温度，使模具回火后硬度符合技术要求，防止工件回火后强度严重不足缺陷。

怎么样，采用中频感应加热炉进行热处理的CrWMn钢模具是不是很不错啊，不仅仅避免了炸裂缺陷，而且提高了其使用寿命，满足了工作性能要求。较重要的是就连外表也美观了很多，因此，一进入市场，就获得了认可。