石墨模具常见问题与预防措施

石墨模具常见问题与预防措施
1.石墨模具出现淬火裂纹

石墨模具淬火后的裂纹是石墨模具在热处理过程中最大的缺陷，会使加工好的石墨模具报废，给生产和经济造成很大的损失。

(1)原因

1) 石墨模具材料有严重的网状碳化物偏析。

2) 石墨模具有机械加工或冷塑性变形应力。

3) 石墨模具热处理操作不当(加热或冷却过快，淬火冷却介质选择不当，冷却温度过低，冷却时间过长等。).

4) 石墨模具形状复杂，厚薄不均，有尖角和螺纹孔等。，这导致了过度的热应力和组织应力。

5) 石墨模具淬火加热温度过高导致过热或过烧。

6) 石墨模具淬火后回火不及时或回火保温时间不足。

7) 石墨模具修复淬火时，再次加热淬火，无需中间退火。

8) 石墨模具热处理，研磨工艺不当。

9) 石墨模具热处理后，硬化层存在较高的拉应力和微裂纹。

(2)预防措施

1)严格控制石墨模具原材料的内部质量。

2)改进锻造和球化退火工艺，消除网状、带状和链状碳化物，提高球化组织的均匀性。、

3) 石墨模具机械加工或冷塑性变形后，在加热淬火前应进行去应力退火(> 600℃)。

4)对于形状复杂的石墨模具应采用石棉塞住螺纹孔，捆绑危险截面和薄壁，并采用分步淬火或等温淬火。

5)修理或翻新时需要退火或高温回火石墨模具。

6) 石墨模具淬火加热时应采取预热，冷却时应采取预冷措施，选择合适的淬火介质。

7)应严格控制淬火加热温度和时间，防止石墨模具过热过烧。

8) 石墨模具淬火后要及时回火，保温时间要充足。对于高合金复合石墨模具，要回火2-3次。

9)选择正确的磨削工艺和合适的砂轮。

10)改进石墨模具 EDM工艺，进行去应力回火。

2.石墨模具淬火后的粗糙结构

石墨模具淬火后的粗大组织会严重影响石墨模具的力学性能，使用时会严重影响石墨模具的使用寿命。

(1)原因

1) 石墨模具钢混淆，实际钢材淬火温度远低于要求的石墨模具材料淬火温度(如取GCr15钢为3Cr2W8V钢)。

2) 石墨模具钢淬火前球化处理不当，导致球化组织不良。

3) 石墨模具淬火加热温度过高或保温时间过长。

4) 石墨模具在炉内放置不当，电极或发热元件附近区域容易过热。

5)对于石墨模具截面变化较大，淬火加热工艺参数选择不当导致薄截面和尖角处过热。

(2)预防措施

1) 石墨模具在炉内加热时，与电极或加热元件保持适当的距离。  

2)正确制定石墨模具淬火加热工艺规范，严格控制淬火加热温度和保温时间。

3)钢材入库前应严格检查，防止钢材混淆和错放。

4) 石墨模具淬火前应进行正确的锻造和球化退火，以保证良好的球化组织。


5)定期对测温仪表进行测试和校准，确保仪表正常运行。

3.石墨模具热处理前微观结构不良

石墨模具最终球化组织粗大且不均匀，球化不完善，组织有网状、带状和链状碳化物，会使石墨模具淬火后容易开裂，导致石墨模具报废。

(1)原因
2)锻造工艺不良，如加热温度高、变形小、停止温度高、锻后冷却速度慢等。，使锻造组织粗大，存在网状、带状和链状碳化物，球化退火时难以消除。 

 
1) 石墨模具钢材原始组织中存在严重的碳化物偏析。

3)球化退火工艺不良，如退火温度过高或过低，等温退火时间过短，都会造成球化退火组织不均匀或球化不良。

(2)预防措施
1)对锻造模具毛坯制定正确的球化退火工艺规范，可采用调质热处理和快速均匀化球化退火。

2)合理装炉，保证炉内模坯温度均匀。    
3)一般应根据其工作条件、生产批次和材料本身的增韧性能，尽量选择质量好的石墨模具钢材料。

5)改进锻造工艺或采用正火制备热处理，以消除原材料中的网状和链状碳化物及碳化物不均匀性。

3)不能锻造的碳化物偏析严重的高碳石墨模具钢可进行固溶细化热处理。

4.石墨模具表面有软点

石墨模具热处理后表面有软点，会影响石墨模具的耐磨性，降低石墨模具的使用寿命。

(1)原因

1) 石墨模具热处理前表面有氧化皮、锈斑和局部脱碳。

2) 石墨模具淬火加热后，冷却淬火介质选择不当导致淬火介质杂质过多或老化。

(2)预防措施

1) 石墨模具热处理前应去除氧化皮和锈斑，淬火时应妥善保护石墨模具的表面。加热应尽量采用真空电炉、盐浴炉和保护气氛炉。

2) 石墨模具淬火加热后冷却时，应选择合适的冷却介质，长期使用的冷却介质应经常过滤或定期更换。