锌合金压铸才刚开始量产，压铸模具为啥就断裂了

在压铸模具设计中，尤其是凸模由于结构特点，最易受损！

压铸模具高度尺寸为300mm，材质为Cr12MoV，使用硬度为HRC58～62，加工工艺流程为下料→锻造→车加工→攻丝→热处理→回火→磨削。该压铸模具在首次投入使用中，锌合金压铸的工件达到300时，突然断裂。

现场检查

压铸模具断裂以后，根据凸模断裂的原因进行现场分析检查，检查了凸凹模间隙、模具压力机的工作台与导轨的垂直度、模具的安装等方面，结果表明，一切指标正常。因此初步怀疑凸模内部组织或热处理有问题。

检验分析

（1）硬度检验　在现场用手持式里氏硬度计对断裂凸模进行硬度试验，结果显示硬度符合要求。

（2）化学成分分析　从失效件取样作化学成份分析，结果化学成份符合有关标准对Cr12MoV的要求。

（3）断口观察　断口较为齐平，色泽灰亮，组织颗粒比较粗大，断口处无塑性变形，匹配断面能良好地吻合一致，在断裂面靠近中心孔处有渗油现象。用20倍放大镜检查，发现在渗油处有微裂纹出现，用线切割将断裂凸模沿轴向割开，一分为二，发现中心孔表面有细小轴向裂纹。

（4）金相检查　在断裂凸模靠近心部1/4处取样，磨削抛光，用4%硝酸酒精浸蚀，在100倍显微镜下观察碳化物的不均匀度，发现有严重的网状碳化物存在，共晶碳化物呈变形网状分布，如图2所示，网状碳化物级别大约为6级。在500倍下观察，金相检查为回火马氏体、网状碳化物及残留奥氏体组织。

（4）原材料组织分析　对生产该凸模用的Cr12毛坯原材料进行取样分析，结果表明：原村料内部碳化物组织为4级，符合GB1299-85模具钢标准。

（5）热加工工艺检查　检查压铸工艺记录，温度为：预热温度750ºC，加热温度1080～1120ºC，合模温度1080ºC，出模温度870ºC左右，冷却方式为气冷。压铸时，采取的是三向循环压铸方法，即采用多方向、多次数的反复镦粗与拔长的方法，压铸比大于2。以上记录显示压铸工艺没有问题。

另外热处理工艺为：加热温度1020±10ºC，油冷，200ºC回火二次。热处理工艺亦属正常。

断裂原因探讨

（1）网状碳化物形成原因

由于网状碳化物的形成只与压铸工艺有关，与热处理无关，但记录显示压铸工艺是正确的，检查控温仪表一切正常，因此初步分析网状碳化物的形成与空气锤吨位选择有关。再次检查压铸工艺记录，发现设备吨位选择为250Kg空气锤，而非平常要求的750Kg空气锤，经了解，原来压铸那天750Kg空气锤出现了故障，于是就用250Kg空气锤代用。由于引伸凸模是由Φ195的坯料改锻而成，材料厚实且重量较大，而250Kg空气锤吨位偏小，打击能量不足，锻打不深不透，仅表面层以下较浅深度发生了足够的变形，经过多次加热后，心部质量得不到改善，反而恶化，从而导致心部产生严重的网状碳化物。

（2）轴向裂纹产生原因

由于拉伸凸模中间有螺孔，在淬火时，螺孔内壁冷速最慢，这样在内表面组织应力引起的切向拉应力就很大。另外，原始组织中碳化物呈网状分布，造成脆性增大，淬火时，内应力不能为材料塑变抵消，引起淬火裂纹。

（3）凸模断裂原因

综上所述，严重的网状碳化物和细小的轴向裂纹是导致凸模在使用过程中突然断裂的原因。

结语

Cr12MoV属于莱氏体钢，钢水结晶时析出的共晶碳化物极为稳定，常规热处理无法细化。在较大规格的钢材中，一般仍会残留明显的带状或网状堆聚的碳化物，对淬火变形、开裂、力学性能和压铸模具寿命影响很大。

为了阻止产生轴向裂纹，在淬火时，可以采取先冷却内孔，再整体淬火的热处理工艺，这样可以避免轴向裂纹的产生。