模具在退火、淬火和回火等熱處理過程中，由于原材料組織不良、熱處理工藝或操作不當(dāng)以及模具形狀和尺寸等因素的影響而產(chǎn)生各種缺陷。
冶金缺陷及其預(yù)防措施
鍛模熱處理常見缺陷有石墨碳、球化組織不良、網(wǎng)狀碳化物、淬火脫碳、硬度超差、裂紋、過熱或過燒、腐蝕、軟點(diǎn)和萘狀斷口等。這些缺陷都在不同程度上影響鋼的工藝性能和模具的使用壽命，應(yīng)采取相應(yīng)措施加以預(yù)防。現(xiàn)將鍛模熱處理常見缺陷及其特點(diǎn)、產(chǎn)生原因、危害和預(yù)防措施作簡要敘述。
1．石墨碳
碳素工具鋼退火時(shí)，因溫度過高、保溫時(shí)間過長及冷卻緩慢，導(dǎo)致鋼的晶粒長大并出現(xiàn)石墨碳。冷變形量過大或淬火成馬氏體的鋼在退火時(shí)更容易產(chǎn)生石墨碳。石墨碳和大晶粒降低模具硬度和耐磨性等使用性能。
預(yù)防措施是嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)范，防止溫度過高、保溫時(shí)間過長及冷卻緩慢。對于預(yù)先冷變形或淬火成馬氏體的模具，應(yīng)選擇較低的溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行退火。
2．球化組織不良
球化組織的硬度低，切削加工性能好，便于模具加工。在碳素工具鋼和合金工具鋼退火時(shí)，當(dāng)溫度過低、保溫時(shí)間不足，將產(chǎn)生點(diǎn)狀碳化物和片狀珠光體，當(dāng)溫度過高、保溫時(shí)間過長，則產(chǎn)生大顆粒碳化物和粗片狀珠光體。這些組織影響加工性能，甚至導(dǎo)致淬火裂紋。
預(yù)防措施是正確制定球化退火工藝，應(yīng)注意合理裝爐，防止溫度不均勻。
3．網(wǎng)狀碳化物
過共析碳素工具鋼和合金工具鋼的退火溫度超過Acm（過共析鋼所有滲碳體完全溶入奧氏體的溫度）且冷卻速度過慢時(shí)，沿奧氏體晶界析出網(wǎng)狀碳化物。網(wǎng)狀碳化物降低鋼的塑性和模具使用壽命。
預(yù)防措施是正確制定退火工藝，應(yīng)注意合理裝爐，防止溫度不均勻。
4．脫碳
加熱過程中防止模具氧化和脫碳的措施不到位以及淬火介質(zhì)中含有氧和不純物（如硫酸鹽和硝酸鹽等）或者與模具接觸的夾具有鐵銹都會(huì)產(chǎn)生脫碳。脫碳降低模膛硬度和耐磨性，從而降低模具壽命。
預(yù)防措施：
（1）鹽浴爐及淬火用鹽應(yīng)定期進(jìn)行脫氧和撈渣；氧化鋇應(yīng)烘干、脫水。
（2）采用箱式爐加熱時(shí)，應(yīng)將模具裝入帶有保護(hù)劑的箱中，或通入保護(hù)氣氛，以防模具氧化和脫碳。
（3）裝箱：檢查箱體和箱蓋，不應(yīng)漏氣；鑄鐵屑要經(jīng)600℃烘干。
（4）所用夾具噴砂清除鐵銹，并清洗干凈；
5．硬度超差
造成硬度超差的原因有：
（1）鋼中存在石墨碳和碳化物偏析、聚集；
（2）表面脫碳；
（3）淬火硬度過低或過高，加熱時(shí)間不充分；
（4）淬火冷卻太慢、分級(jí)等溫溫度過高或時(shí)間過長以及在冷卻劑中停留時(shí)間不足等；
（5）回火溫度過高或回火不足。
硬度過低，降低耐磨性和模具壽命；硬度過高導(dǎo)致模具脆裂。
預(yù)防措施：
（1）加強(qiáng)原材料檢查，確保原材料符合標(biāo)準(zhǔn)；
（2）模具毛坯的脫碳層應(yīng)清除，淬火加熱注意保護(hù)；
（3）正確控制淬火和回火工藝；
（4）合理選擇淬火介質(zhì)，并保持清潔。
6．裂紋
造成熱處理裂紋的主要原因有：
（1）原材料球化組織不良；
（2）工件中存在較大的內(nèi)應(yīng)力；
（3）淬火溫度過熱或過燒，表面脫碳；
（4）淬火介質(zhì)不當(dāng)；
（5）工件形狀復(fù)雜、厚薄不均和有尖角等；
（6）未經(jīng)中間退火而重復(fù)淬火；
（7）淬火后未及時(shí)回火，或回火不足。
有裂紋的模具必須報(bào)廢。
針對上述造成熱處理裂紋原因的對應(yīng)預(yù)防措施為：
（1）嚴(yán)格控制原材料量；
（2）低溫退火消除內(nèi)應(yīng)力；
（3）控制淬火溫度，注意加熱保護(hù)；
（4）正確選擇淬火介質(zhì)和淬火方法；
（5）注意對復(fù)雜形狀工件的包扎，必要時(shí)可采用特殊夾具；
（6）重復(fù)淬火前，先進(jìn)行中間退火；
（7）淬火后及時(shí)回火，保證回火時(shí)間和次數(shù)。
7．過熱或過燒
熱處理的過熱或過燒主要產(chǎn)生在淬火加熱過程中，產(chǎn)生的原因主要有：
（1）原材料球化組織不良；
（2）淬火加熱溫度過高或保溫時(shí)間過長；
（3）在電極鹽爐中加熱時(shí)，距離電極太近，局部燒熔。
模具過燒組織不可恢復(fù)，必須報(bào)廢。對于過熱組織的模具，必須重新加熱到奧氏體再結(jié)晶溫度以上快速冷卻細(xì)化晶粒，然后重新熱處理后方能使用。
針對上述造成熱處理過熱和過燒原因的對應(yīng)預(yù)防措施為：
（1）控制原材料的預(yù)備熱處理；
（2）嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間；
（3）模具、電極和爐底之間保持足夠距離。
8．腐蝕
熱處理造成模具腐蝕的主要原因有：
（1）鹽浴脫氧不良，存在大量氯離子或碳酸鹽和硫酸鹽含量過高；
（2）模具與夾具接觸處有鐵銹；
（3）淬火或回火后模具表面存在有氯鹽或硝鹽；
（4）硝鹽使用溫度過高。
腐蝕降低模具使用壽命。
針對上述造成熱處理腐蝕原因的對應(yīng)預(yù)防措施為：
（1）鹽浴定期脫氧，嚴(yán)格控制鹽浴成分；
（2）用噴砂清除鐵銹；
（3）淬火或回火后及時(shí)清理干凈；
（4）硝鹽使用溫度應(yīng)低于500℃。
9．軟點(diǎn)
熱處理造成模具軟點(diǎn)的主要原因有：
（1）表面有氧化皮、銹斑或局部脫碳；
（2）冷卻劑選擇不當(dāng)；
（3）淬火劑雜質(zhì)過多或老化；
（4）堿浴水分過多。
局部軟點(diǎn)也降低模具使用壽命。
針對上述造成軟點(diǎn)原因的對應(yīng)預(yù)防措施為：
（1）加熱前去除模具表面氧化皮、銹斑，并注意保護(hù)表面；
（2）選擇合適的冷卻劑；
（3）過濾或換新的淬火劑；
（4）控制堿浴水分。
10．萘狀斷口
造成模具萘狀斷口的主要原因有：
（1）鍛造的終鍛溫度過高和變形程度太小；
（2）熱塑性變形或退火不充分；
（3）兩次淬火之間未經(jīng)中間退火。
萘狀斷口降低韌性及模具使用壽命。
針對上述造成萘狀斷口原因的對應(yīng)預(yù)防措施為：
（1）控制鍛造的終鍛溫度，終鍛變形程度不小于10%；
（2）熱塑性變形及兩次淬火之間進(jìn)行充分退火。
