石墨模具常見(jiàn)問(wèn)題與預(yù)防措施

石墨模具常見(jiàn)問(wèn)題與預(yù)防措施
1.石墨模具出現(xiàn)淬火裂紋

石墨模具淬火后的裂紋是石墨模具在熱處理過(guò)程中最大的缺陷，會(huì)使加工好的石墨模具報(bào)廢，給生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)造成很大的損失。

(1)原因

1) 石墨模具材料有嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物偏析。

2) 石墨模具有機(jī)械加工或冷塑性變形應(yīng)力。

3) 石墨模具熱處理操作不當(dāng)(加熱或冷卻過(guò)快，淬火冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)，冷卻溫度過(guò)低，冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等。).

4) 石墨模具形狀復(fù)雜，厚薄不均，有尖角和螺紋孔等。，這導(dǎo)致了過(guò)度的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力。

5) 石墨模具淬火加熱溫度過(guò)高導(dǎo)致過(guò)熱或過(guò)燒。

6) 石墨模具淬火后回火不及時(shí)或回火保溫時(shí)間不足。

7) 石墨模具修復(fù)淬火時(shí)，再次加熱淬火，無(wú)需中間退火。

8) 石墨模具熱處理，研磨工藝不當(dāng)。

9) 石墨模具熱處理后，硬化層存在較高的拉應(yīng)力和微裂紋。

(2)預(yù)防措施

1)嚴(yán)格控制石墨模具原材料的內(nèi)部質(zhì)量。

2)改進(jìn)鍛造和球化退火工藝，消除網(wǎng)狀、帶狀和鏈狀碳化物，提高球化組織的均勻性。、

3) 石墨模具機(jī)械加工或冷塑性變形后，在加熱淬火前應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火(> 600℃)。

4)對(duì)于形狀復(fù)雜的石墨模具應(yīng)采用石棉塞住螺紋孔，捆綁危險(xiǎn)截面和薄壁，并采用分步淬火或等溫淬火。

5)修理或翻新時(shí)需要退火或高溫回火石墨模具。

6) 石墨模具淬火加熱時(shí)應(yīng)采取預(yù)熱，冷卻時(shí)應(yīng)采取預(yù)冷措施，選擇合適的淬火介質(zhì)。

7)應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和時(shí)間，防止石墨模具過(guò)熱過(guò)燒。

8) 石墨模具淬火后要及時(shí)回火，保溫時(shí)間要充足。對(duì)于高合金復(fù)合石墨模具，要回火2-3次。

9)選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。

10)改進(jìn)石墨模具 EDM工藝，進(jìn)行去應(yīng)力回火。

2.石墨模具淬火后的粗糙結(jié)構(gòu)

石墨模具淬火后的粗大組織會(huì)嚴(yán)重影響石墨模具的力學(xué)性能，使用時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響石墨模具的使用壽命。

(1)原因

1) 石墨模具鋼混淆，實(shí)際鋼材淬火溫度遠(yuǎn)低于要求的石墨模具材料淬火溫度(如取GCr15鋼為3Cr2W8V鋼)。

2) 石墨模具鋼淬火前球化處理不當(dāng)，導(dǎo)致球化組織不良。

3) 石墨模具淬火加熱溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

4) 石墨模具在爐內(nèi)放置不當(dāng)，電極或發(fā)熱元件附近區(qū)域容易過(guò)熱。

5)對(duì)于石墨模具截面變化較大，淬火加熱工藝參數(shù)選擇不當(dāng)導(dǎo)致薄截面和尖角處過(guò)熱。

(2)預(yù)防措施

1) 石墨模具在爐內(nèi)加熱時(shí)，與電極或加熱元件保持適當(dāng)?shù)木嚯x。  

2)正確制定石墨模具淬火加熱工藝規(guī)范，嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間。

3)鋼材入庫(kù)前應(yīng)嚴(yán)格檢查，防止鋼材混淆和錯(cuò)放。

4) 石墨模具淬火前應(yīng)進(jìn)行正確的鍛造和球化退火，以保證良好的球化組織。


5)定期對(duì)測(cè)溫儀表進(jìn)行測(cè)試和校準(zhǔn)，確保儀表正常運(yùn)行。

3.石墨模具熱處理前微觀結(jié)構(gòu)不良

石墨模具最終球化組織粗大且不均勻，球化不完善，組織有網(wǎng)狀、帶狀和鏈狀碳化物，會(huì)使石墨模具淬火后容易開(kāi)裂，導(dǎo)致石墨模具報(bào)廢。

(1)原因
2)鍛造工藝不良，如加熱溫度高、變形小、停止溫度高、鍛后冷卻速度慢等。，使鍛造組織粗大，存在網(wǎng)狀、帶狀和鏈狀碳化物，球化退火時(shí)難以消除。 

 
1) 石墨模具鋼材原始組織中存在嚴(yán)重的碳化物偏析。

3)球化退火工藝不良，如退火溫度過(guò)高或過(guò)低，等溫退火時(shí)間過(guò)短，都會(huì)造成球化退火組織不均勻或球化不良。

(2)預(yù)防措施
1)對(duì)鍛造模具毛坯制定正確的球化退火工藝規(guī)范，可采用調(diào)質(zhì)熱處理和快速均勻化球化退火。

2)合理裝爐，保證爐內(nèi)模坯溫度均勻。    
3)一般應(yīng)根據(jù)其工作條件、生產(chǎn)批次和材料本身的增韌性能，盡量選擇質(zhì)量好的石墨模具鋼材料。

5)改進(jìn)鍛造工藝或采用正火制備熱處理，以消除原材料中的網(wǎng)狀和鏈狀碳化物及碳化物不均勻性。

3)不能鍛造的碳化物偏析嚴(yán)重的高碳石墨模具鋼可進(jìn)行固溶細(xì)化熱處理。

4.石墨模具表面有軟點(diǎn)

石墨模具熱處理后表面有軟點(diǎn)，會(huì)影響石墨模具的耐磨性，降低石墨模具的使用壽命。

(1)原因

1) 石墨模具熱處理前表面有氧化皮、銹斑和局部脫碳。

2) 石墨模具淬火加熱后，冷卻淬火介質(zhì)選擇不當(dāng)導(dǎo)致淬火介質(zhì)雜質(zhì)過(guò)多或老化。

(2)預(yù)防措施

1) 石墨模具熱處理前應(yīng)去除氧化皮和銹斑，淬火時(shí)應(yīng)妥善保護(hù)石墨模具的表面。加熱應(yīng)盡量采用真空電爐、鹽浴爐和保護(hù)氣氛爐。

2) 石墨模具淬火加熱后冷卻時(shí)，應(yīng)選擇合適的冷卻介質(zhì)，長(zhǎng)期使用的冷卻介質(zhì)應(yīng)經(jīng)常過(guò)濾或定期更換。