冷处理工艺引起裂纹的起因及对策

好多研究证明高速钢刀具、工模具经过超低温处理(-196℃)可显著提高寿命。有些量具、精密机械零件,为了保证高的尺寸稳定性,需尽量减少残余奥氏体,通常采用零下80℃的冷处理。

冷处理工艺引起裂纹的主要因素有:

工件淬火后,本身温度较高;或者用过高的热水清洗,工件尚未冷到室温而装入低温箱中。这时,由于冷却速度加快,部分未转变的奥氏体进一步转变成马氏体,拉应力增大,在低温下材料的脆断抗力降低,当应力超过材料脆断抗力,则导致裂纹。如果已有显微裂纹,则可能导致裂纹的长大或扩展为宏观裂纹。

2)由于工件尺寸过大,结构复杂,冷处理温度过低(如-196℃),冷处理所用介质冷却较快等因素,或增大原来的内应力,这些都可能形成冷处理裂纹。

冷处理裂纹的特征同淬火裂纹一样,实质是淬火裂纹。

防止冷处理裂纹的措施:

1)淬火工件凉透后再装入低温设备中。

2)对形状复杂,薄厚相差悬殊的工件,冷处理前,宜将细薄部分用石棉包扎。

3)冷处理后,待零件温度回升至室温后,立即进行回火和时效。

4)对形状复杂的零件,淬火和冷到室温后可先进行110~130℃保温30~40min的预回火,然后再进行深冷处理。