1. 縦亀裂
亀裂は軸方向で薄くて長い形状です。 金型が完全に焼入れされると、つまりセンタレス焼入れが行われると、コアは最大の比体積を有する焼入れマルテンサイトに変態し、接線方向の引張応力が発生します。 金型鋼の炭素含有量が高くなるほど、発生する接線方向の引張応力は大きくなります。 引張応力が鋼の強度限界を超えると、縦方向の亀裂が発生します。 縦割れの発生を促進させる要因は次のとおりです。 (1) 鋼材には S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As などの低融点の有害な不純物が多量に含まれており、鋼塊は圧延中に圧延方向に沿って長手方向に著しく偏析した。 応力集中を起こしやすく縦方向の焼入れ割れが発生したり、圧延後の素材の急冷により形成された縦方向の割れが加工されずに製品中に残留し、最終焼入れ割れが拡大して縦方向の割れが発生したりする。 (2) 金型サイズは、鋼の焼入れ亀裂に敏感なサイズ範囲内にあります。 縦方向の亀裂は、焼入れ冷却媒体を選択した場合（焼入れ亀裂の危険なサイズは炭素工具鋼では 8-15mm、中低合金鋼では 25-40mm です）、または選択した焼入れ時に発生する可能性があります。冷却媒体は鋼の臨界焼入れ冷却速度を大幅に超えます。
予防策：（1）倉庫に入るときに原材料を厳しく検査し、有害な不純物を含む鉄鋼製品を生産しないでください。 (2) 真空精錬、炉外精錬またはエレクトロスラグ再溶解型鋼の使用を試みる。 (3) 熱処理プロセスを改善し、真空加熱、保護雰囲気加熱、十分な脱酸素塩浴加熱、段階的焼入れおよび等温焼入れを使用します。 （4）非意図的な焼入れを意図的な焼入れ、つまり不完全な焼入れに変更し、強くて強靱な下部ベイナイト組織を得るなどの措置を講じて、引張強度応力を大幅に低減し、金型の縦割れや焼入れ歪みを効果的に回避できます。
2. 横亀裂
亀裂特性は軸方向に対して垂直です。 未硬化の金型では、硬化ゾーンと未硬化ゾーンの間の移行部に大きな引張応力ピークが存在します。 大型の金型を急冷すると、大きな引張応力ピークが形成されやすくなります。 形成される軸方向の応力が接線方向の応力よりも大きく、結果として横方向の応力が発生するためです。 割れ目。 鍛造モジュールのS、P。 Sb、Bi、Pb、Sn、As などの低融点の有害な不純物の横方向の偏析、またはモジュール内の微細な横方向の亀裂。急冷後に拡大して横方向の亀裂を形成します。
予防策: (1) モジュールは合理的に鍛造されたものである必要があります。 素材の長さと直径の比、すなわち鍛造比は2～3が好ましい。鍛造には両十字方向転換鍛造を用い、据え込み5回、絞り5回、複数回の火入れで鍛造する。中央のスチール。 炭化物と不純物は細かく小さく、鋼マトリックス中に均一に分布しており、鍛造繊維構造はキャビティの周りに無方向に分布しているため、モジュールの横方向の機械的特性が大幅に向上し、応力源が軽減および排除されます。 (2) 理想的な冷却速度と冷却媒体の選択: 鋼の Ms 点以上の急冷、鋼の臨界焼入れ冷却速度より大きい、鋼の過冷却オーステナイトによって発生する応力は熱応力であり、表層は圧縮応力、内層は引張応力となり、相互に打ち消し合い、熱応力を効果的に防止します。鋼のMs-Mf間に亀裂が形成され、ゆっくりと冷却され、焼入れマルテンサイト形成時の組織応力が大幅に低減されます。 鋼の熱応力とそれに対応する応力の合計が正（引張応力）の場合、焼き入れや亀裂が発生しやすくなります。 マイナスの場合は焼き入れや割れが起こりにくくなります。 熱応力を最大限に活用し、相変化応力を低減し、応力の総和を負に制御することで、横焼割れの発生を効果的に回避できます。 CL-1 有機焼入れ媒体は、焼入れ金型の歪みを軽減および回避し、硬化層の適切な分布を制御できる理想的な焼入れ剤です。 CL-1 焼入れ剤の異なる濃度比を調整することにより、異なる冷却速度を得ることができ、異なる金型鋼のニーズを満たすために必要な硬化層分布を得ることができます。
3. アーククラック
これは、金型のコーナー、ノッチ、穴、ダイ配線のバリなどの突然の形状変化でよく発生します。 これは、焼入れ時にエッジやコーナーに発生する応力が平滑面の平均応力の10倍になるためです。 また、（１）鋼中の炭素（Ｃ）含有量や合金元素含有量が多くなるほど、鋼のＭｓ点は低下する。 Ms 点が 2 度低下すると、焼割れ発生傾向は 1.2 倍に増加します。 Ms点が8度低下すると焼割れ傾向が増加します。 この傾向は 8 倍に増加します。 (2) 鋼の異なる組織の変態と同じ組織の変態は同時には起こりません。 さまざまな構造の特有の公差により、巨大な構造応力が発生し、その結果、構造の接合部に円弧状の亀裂が形成されます。 (3) 焼入れ後の対応が間に合わない 火災や焼き戻しが不十分な場合、鋼中の残留オーステナイトが完全に変態せずに使用状態に留まり、応力の再分布が促進されるか、残留オーステナイトがマルテンサイト変態を起こして新たな内部応力が発生します。金型は稼働中です。 総合応力が鋼の強度限界を超えると、円弧状の亀裂が発生します。 (4) 第 2 タイプの焼き戻し脆性鋼を備えています。 焼入れ後、高温で焼き戻され、ゆっくりと冷却されるため、鋼中のPやSなどの有害な不純物化合物が粒界に沿って析出し、結晶粒界の結合力と強い靭性が脆性を増大させ、アークを形成します。使用中に外力の作用により形成された亀裂。
予防策: (1) 設計を改善し、形状を可能な限り対称にする、形状の変異を減らす、加工穴や補強リブを追加する、または組み合わせアセンブリを使用する。 (2) 直角や鋭利なエッジを角丸に置き換え、止まり穴を貫通穴に置き換え、加工精度と表面仕上げを向上させ、応力集中源を低減します。 一般に、避けられない直角、鋭利なエッジ、止まり穴などについては、硬度の要件は高くありません。鉄線、アスベスト ロープ、耐火泥などを、人工冷却バリアを作成するためのラッピングまたは充填に使用できます。 応力集中を避け、焼入れ中に円弧状の亀裂が形成されるのを防ぐために、ゆっくりと冷却して焼入れします。 (3) 焼入れ鋼は、焼入れ内部応力の一部を除去し、焼入れ応力の拡大を防ぐために適時に焼き戻される必要があります。 (4) 焼戻し時間を長くすると耐カビ性が向上します。 破壊靱性値。 (5) 安定した微細構造と特性を得るために完全に焼き戻します。 (6) 残留オーステナイトを完全に変態させ、新たな応力を除去するための複数回の焼戻し。 (7) 鋼部品の耐疲労性と総合的な機械的特性を向上させるための合理的な焼き戻し。 機械的性質; (8) タイプ II の焼き戻し脆性を有する金型鋼の場合、高温焼き戻し後に急速に冷却 (水冷または油冷) する必要があります。これにより、タイプ II の焼き戻し脆性が解消され、焼入れ中のアーク亀裂の形成が防止および回避されます。
4. 剥離クラック
金型の使用中に応力が作用すると、焼入れ硬化層が鋼母材から少しずつ剥がれていきます。 金型の表面組織と中心組織の比容積が異なるため、焼入れ時に表面には軸方向および接線方向の焼入れ応力が発生し、半径方向には内部に急変する引張応力が発生します。 ピーリングクラックは、急激な応力変化の範囲が狭い狭い領域で発生し、表面化学熱処理金型の冷却過程において、内層と外層の焼入れマルテンサイト膨張が同時に進行しないために発生しやすい。表面層の化学的修飾と鋼マトリックスの相変態の同時性により、大きな相変態応力が発生し、化学処理された浸透層がマトリックス構造から剥離します。 ストリップ。 火炎表面硬化層、高周波表面硬化層、浸炭層、浸炭窒化層、窒化層、ホウ素化層、メタライズ層など。特に低温焼戻しの場合、化学透過層を急冷した後、急速に焼戻しすることはお勧めできません。 300℃未満に加熱され、急速に加熱されると、表層に引張応力が形成され、鋼マトリックスの中心部と遷移層には圧縮応力が形成されます。 引張応力が圧縮応力よりも大きいと、化学浸透層が引き裂かれて剥がれる原因となります。
防止策： (1) 金型用鋼の化学浸透層の濃度と硬度を表面から内部に向かって徐々に低下させ、化学浸透層と母材との結合力を高める。 浸透後の拡散処理により、化学浸透層とマトリックス間の移行を均一にすることができます。 (2) 金型 鋼の化学処理の前に、拡散焼鈍、球状化焼鈍、焼入れ焼戻しが行われ、元の組織が完全に微細化され、剥離亀裂の発生を効果的に防止および回避し、製品の品質を確保します。
5. ネットワークの亀裂
亀裂の深さは浅く、一般に深さ約 0.01-1.5mm で放射状であり、亀裂とも呼ばれます。 主な原因としては、 (1) 素材の脱炭層が深く冷間切削では除去できない、または完成した金型を酸化雰囲気炉で加熱して酸化脱炭を起こしている。 （２）脱炭された金型表層の金属組織は鋼母材のマルテンサイトとは異なる。 炭素含有量と比容積が異なると、脱炭された鋼の表層が焼き入れされるときに大きな引張応力が発生します。 したがって、表面金属は結晶粒界に沿ったネットワークに引き込まれることがよくあります。 (3) 原料は粗粒鋼であり、元の組織は粗大です。 従来の焼入れでは除去できず、焼入れ組織に大きなフェライト片が残ったり、温度制御が不正確で、機器が故障したり、組織が過熱したり、さらには燃えすぎたり、結晶粒が粗大化し、粒界結合力が低下したりする場合があります。鋼の炭化物がオーステナイト粒界に沿って析出すると、粒界の強度が大幅に低下し、靱性が低下し、脆性が高くなります。 引張応力が作用すると、鋼は粒界に沿って網目状に亀裂が入ります。
予防策: (1) 原材料の化学組成を厳格に管理する。 金属組織および探傷検査、不適格な原材料および粗粒鋼は金型材料として適していません。 (2) 細粒鋼および真空電気炉鋼を使用し、製造前に素材の脱炭層の深さを再確認し、冷間切削の取り代は脱炭層以上にする必要があります。 炭素層の深さ。 (3) 高度かつ合理的な熱処理プロセスを開発し、マイコン温度制御機器を使用し、制御精度は 1.5 度に達し、現場で機器を定期的に校正します。 (4) 金型製品の最終処理には、真空電気炉、保護雰囲気炉、完全脱酸塩を使用します。金型製品を加熱する浴炉などにより、網目状クラックの発生を効果的に防止・回避できます。
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6. 冷間処理による亀裂
金型鋼のほとんどは中炭素および高炭素合金鋼です。 焼入れ後、マルテンサイトに変態しない過冷却オーステナイトが残留オーステナイトとして使用状態に残り、性能に影響を与えます。 氷点下に置いて冷却を続けると、残留オーステナイトのマルテンサイト変態が促進される可能性があります。 したがって、冷熱処理の本質は焼き入れを続けることです。 室温での焼入れ応力とゼロでの焼入れ応力が重ね合わされます。 重ね合わせ応力が材料の強度限界を超えると、冷間処理亀裂が発生します。
予防策: (1) 焼入れ後の冷間処理の前に、金型を沸騰水の中に 30-60 分間入れます。これにより、焼入れ内部応力の 15%-25% が除去され、残留オーステナイトが安定化します。従来の-60度の冷間処理、または-120度の極低温処理を行うと、温度が低いほどより多くの残留オーステナイトがマルテンサイトに変態しますが、変態を完了することは不可能です。 実験により、残留オーステナイトの約 2%-5% が残り、必要に応じて保持できることが示されています。 少量の残留オーステナイトは応力を緩和し、緩衝の役割を果たします。 残留オーステナイトは柔らかくて強靭であるため、マルテンサイトの急激な膨張エネルギーを部分的に吸収し、相変態応力を緩和します。 (2) 冷間処理後、金型を取り出して加熱します。水中で加熱することで冷間処理応力の40%-60%を除去できます。 室温まで加熱した後、冷間処理応力をさらに除去し、冷間処理亀裂の形成を回避し、安定した組織特性を獲得し、保管中および使用中に金型製品が歪みを受けないようにするために、適時に焼き戻しを行う必要があります。
7. 研削亀裂
多くの場合、焼き入れと焼き戻し後の完成した金型の冷間研削プロセス中に発生します。 形成された微小亀裂のほとんどは研削方向に対して垂直で、深さは約 {{0}}.05-1.0mm です。 (1) 原料の前処理が不適切で、原料中のブロック炭化物、網状炭化物、バンド炭化物を完全に除去できていない、および重度の脱炭。 （２）最終焼入れ加熱温度が高すぎると、過熱が起こり、結晶粒が粗大となり、オーステナイトの残留物が多く発生する。 (3) 研削加工中に応力誘起相変態が起こり、残留オーステナイトがマルテンサイトに変態します。 構造応力が大きく、焼き戻しが不十分であるため、残留引張応力がさらに多くなり、研削プロセスに適合しません。 切削構造における応力の重畳や、高い研削速度、多量の送り量、不適切な冷却などにより、金属表面の研削熱が焼き入れ加熱温度まで急激に上昇し、その後研削液が冷却されて、研削面の二次焼入れとさまざまな応力。 要約すると、材料の強度限界を超えると、表面金属に研削割れが発生します。
防止策： (1) 素材を改良し、二重十字据え込み鍛造工程を複数回行う。 4 回の据え込み加工と 4 回の絞り加工を経て、鍛造繊維構造はキャビティまたは軸の周りに波状に対称的に分布し、最後の火の高温廃熱が利用されます。 焼入れに続いて高温焼戻しを行うと、塊状、網状、リボン状、鎖状の炭化物を完全に除去し、炭化物を 2-3 レベルまで精製できます。 (2) 最終焼入れ残留アルカリを制御するための高度な熱処理プロセスを開発します。ステナイト含有量は基準を超えません。 （３）焼入れ応力を除去するために焼入れ後に適時に焼き戻しを行う。 (4) 研削速度、研削量、研削冷却速度を適切に下げると、研削割れの発生を効果的に防止および回避できます。
8. ワイヤー切断クラック
この亀裂は、焼き入れおよび焼き戻しされたモジュールのオンライン切断プロセス中に発生します。 このプロセスにより、金属表層、中間層、コアの応力場の分布状態が変化します。 焼入れ残留内部応力がバランスを崩して変形し、ある部分に大きな引張応力が発生します。 、この引張応力が金型材料の強度限界に達し、破裂を引き起こします。 亀裂は弧尾状の硬質変成層亀裂です。 実験によると、ワイヤ切断プロセスは局所的な高温放電と急速冷却のプロセスであり、これにより金属表面に樹枝状鋳造構造の凝固層が形成され、600-900MPaの引張応力と高い応力二次焼入れ白色層の厚さは約 0.03 mm。 亀裂の原因： (1) 原料中の炭化物の偏析が激しい。 (2) 器具の破損、焼入れ加熱温度が高すぎ、結晶粒が粗大であるため、材料の強度と靭性が低下し、脆性が増加します。 (3) 焼入れされたワークピースは焼き戻しされず、時間内に焼き戻しされます。 火が不十分であったり、過度の残留内部応力が発生したり、ワイヤ切断工程中に形成される新たな内部応力が重畳したりすると、ワイヤ切断クラックが発生します。
予防策: (1) 原材料の構造組成が適格であることを確認するために、保管前に原材料を厳格に検査します。 不適格な原材料は、生産に投入される前に、化学組成、金属組織などが技術的条件を満たすように、炭化物を破壊するために鍛造する必要があります。 モジュールの熱処理の前に、完成品を一定量研削した後、焼き入れする必要があります。 焼き戻しとワイヤーカット。 （2）炉に入る前に機器をチェックし、マイコン温度制御を使用し、温度制御精度は1.5度、真空炉、保護雰囲気炉加熱、過熱と酸化脱炭を厳密に防ぎます。 (3) 段階的焼入れ、等温焼入れを使用します。焼入れ後に適切なタイミングで焼入れと焼戻しを行い、複数回の焼戻しを行うことで内部応力を完全に除去し、ワイヤ切断のための条件を作り出すことができます。 (4) 科学的かつ合理的なワイヤー切断プロセスを開発します。
9. 疲労骨折
金型の使用中に交互応力が繰り返し作用することによって形成される微細な疲労亀裂は、ゆっくりと拡大し、突然の疲労破壊につながります。 (1) 原料には、ヘアライン、セルフポイント、気孔、ゆるみ、非金属介在物、炭化物の深刻な偏析、縞状構造、および大量の遊離フェライト冶金学的構造欠陥があり、母材構造の連続性が破壊され、不均一な形状が形成されます。応力集中。 。 112 は鋼塊から除去されず、圧延中に白点が形成されます。 鋼中には、Sb、Bi、Pb、Sn、As、S、Pなどの有害な不純物が含まれています。 鋼中の P は冷間脆性を引き起こしやすく、S は熱間脆性を引き起こしやすくなります。 過剰な S および P の有害な不純物は、容易に疲労源を形成する可能性があります。 (2) 薬液浸透層が厚すぎる、濃度が高すぎる、浸透層が浅すぎる、硬化層が浅すぎる、転移部の硬度が低いなどの場合、鋭利な刃物が発生する可能性があります。材料の疲労強度の低下。 (3) 金型表面が粗く、精度が低く、仕上がりが悪く、刃物跡、文字、傷、凹凸、腐食孔等がある場合も応力集中が発生しやすく疲労破壊につながります。
予防策: (1) 品質を確保するために材料を厳密に選択し、Pb、As、Sn、S、P 非金属不純物などの低融点不純物の含有量が規格を超えないように管理します。 (2) 生産前に材料検査を実施し、不適格な原材料は生産に投入しません。 (3) ) 純度が高く、不純物が少なく、化学組成が均一で粒子が細かい材料を選択してください。 炭化物が少なく、等方性が良く、疲労強度が高いという特性を持つエレクトロスラグ再溶解精鋼を金型表面にショットピーニングして強化し、表面の化学浸透層を改質強化して金属表面にプレストレスとオフセットを与えます。金型。 使用中に発生する引張応力により、金型表面の疲労強度が向上します。 （４）金型表面の加工精度と平滑性が向上する。 （５）化学透過層および硬化層の構造特性を向上させる。 (6)マイコンを用いて化学浸透層の厚さ、濃度、硬化層の厚さを制御します。
10. 応力腐食割れ
この亀裂は使用中によく発生します。 化学反応や電気化学反応の過程で金型にクラックが発生し、表面から内部構造に至るまで損傷や腐食が発生します。 これが応力腐食割れです。 熱処理後の金型鋼の組織が異なるため、耐食性も異なります。 最も耐食性の高い組織はオーステナイト(A)、最も耐食性の高い組織はトルースタイト(T)で、順にフェライト(F)-マルテンサイト(M)-パーライト(P)-ソルバイト(S)となります。 したがって、金型鋼の熱処理によりＴ基を得るのは適さない。
織ります。 焼入れ鋼は焼き戻しが施されていますが、焼き戻しが不十分なため、焼入れ内部応力が多かれ少なかれ存在します。 金型の使用中に外力の作用によって新たな応力も発生します。 金型に応力があれば必ず応力が発生します。 腐食亀裂が発生します。
予防策: (1) 焼き入れ後、金型鋼は時間内に焼き戻し、完全に焼き戻しを行い、焼き入れによる内部応力を除去するために複数回焼き戻しを行う必要があります。 (2) 焼入れ後の金型鋼は、T 組織のため、一般に 350-400~C での焼き戻しは行わないでください。 この温度ではよく発生するため、T 構造の金型は再処理する必要があります。 耐食性を向上させるために、金型は防錆処理する必要があります。 (3) 低温予熱は熱間金型の使用前に行い、低温予熱は冷間金型を一定期間使用した後に行ってください。 応力を除去するための焼き戻しは、応力腐食割れの発生を防止および回避できるだけでなく、金型の耐用年数を大幅に延長します。 これは一石二鳥であり、技術的にも経済的にも大きなメリットがあります。
