石墨模具常見問題與預防措施

石墨模具常見問題與預防措施
1.石墨模具出現淬火裂紋

石墨模具淬火后的裂紋是石墨模具在熱處理過程中最大的缺陷，會使加工好的石墨模具報廢，給生產和經濟造成很大的損失。

(1)原因

1) 石墨模具材料有嚴重的網狀碳化物偏析。

2) 石墨模具有機械加工或冷塑性變形應力。

3) 石墨模具熱處理操作不當(加熱或冷卻過快，淬火冷卻介質選擇不當，冷卻溫度過低，冷卻時間過長等。).

4) 石墨模具形狀復雜，厚薄不均，有尖角和螺紋孔等。，這導致了過度的熱應力和組織應力。

5) 石墨模具淬火加熱溫度過高導致過熱或過燒。

6) 石墨模具淬火后回火不及時或回火保溫時間不足。

7) 石墨模具修復淬火時，再次加熱淬火，無需中間退火。

8) 石墨模具熱處理，研磨工藝不當。

9) 石墨模具熱處理后，硬化層存在較高的拉應力和微裂紋。

(2)預防措施

1)嚴格控制石墨模具原材料的內部質量。

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

3) 石墨模具機械加工或冷塑性變形后，在加熱淬火前應進行去應力退火(> 600℃)。

4)對于形狀復雜的石墨模具應采用石棉塞住螺紋孔，捆綁危險截面和薄壁，并采用分步淬火或等溫淬火。

5)修理或翻新時需要退火或高溫回火石墨模具。

6) 石墨模具淬火加熱時應采取預熱，冷卻時應采取預冷措施，選擇合適的淬火介質。

7)應嚴格控制淬火加熱溫度和時間，防止石墨模具過熱過燒。

8) 石墨模具淬火后要及時回火，保溫時間要充足。對于高合金復合石墨模具，要回火2-3次。

9)選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。

10)改進石墨模具 EDM工藝，進行去應力回火。

2.石墨模具淬火后的粗糙結構

石墨模具淬火后的粗大組織會嚴重影響石墨模具的力學性能，使用時會嚴重影響石墨模具的使用壽命。

(1)原因

1) 石墨模具鋼混淆，實際鋼材淬火溫度遠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，導致球化組織不良。

3) 石墨模具淬火加熱溫度過高或保溫時間過長。

4) 石墨模具在爐內放置不當，電極或發熱元件附近區域容易過熱。

5)對于石墨模具截面變化較大，淬火加熱工藝參數選擇不當導致薄截面和尖角處過熱。

(2)預防措施

1) 石墨模具在爐內加熱時，與電極或加熱元件保持適當的距離。  

2)正確制定石墨模具淬火加熱工藝規范，嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間。

3)鋼材入庫前應嚴格檢查，防止鋼材混淆和錯放。

4) 石墨模具淬火前應進行正確的鍛造和球化退火，以保證良好的球化組織。


5)定期對測溫儀表進行測試和校準，確保儀表正常運行。

3.石墨模具熱處理前微觀結構不良

石墨模具最終球化組織粗大且不均勻，球化不完善，組織有網狀、帶狀和鏈狀碳化物，會使石墨模具淬火后容易開裂，導致石墨模具報廢。

(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，存在網狀、帶狀和鏈狀碳化物，球化退火時難以消除。 

 
1) 石墨模具鋼材原始組織中存在嚴重的碳化物偏析。

3)球化退火工藝不良，如退火溫度過高或過低，等溫退火時間過短，都會造成球化退火組織不均勻或球化不良。

(2)預防措施
1)對鍛造模具毛坯制定正確的球化退火工藝規范，可采用調質熱處理和快速均勻化球化退火。

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

5)改進鍛造工藝或采用正火制備熱處理，以消除原材料中的網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重的高碳石墨模具鋼可進行固溶細化熱處理。

4.石墨模具表面有軟點

石墨模具熱處理后表面有軟點，會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，冷卻淬火介質選擇不當導致淬火介質雜質過多或老化。

(2)預防措施

1) 石墨模具熱處理前應去除氧化皮和銹斑，淬火時應妥善保護石墨模具的表面。加熱應盡量采用真空電爐、鹽浴爐和保護氣氛爐。

2) 石墨模具淬火加熱后冷卻時，應選擇合適的冷卻介質，長期使用的冷卻介質應經常過濾或定期更換。