说实在，真空淬火于现在已不再是神秘的玩意，但由于加工价格较高，便使其多了份神秘的色彩。

早在上世纪八十年代中期，黄岩便有了第一台真空淬火炉，但由于当时炉子质量的问题，这台炉子在黄岩仅生存了约四、五年的时间，而其实际的使用时间，大约也就一年不到一点，不过，由于它的到来，让我第一次近距离接触了真空炉——这在当时被认为是热处理高端的设备。

宏振公司是黄岩第一家购买真空炉用于模具淬火的，时间是上世纪九十年代末期，因各种原因，宏振在真空淬火领域并没取得很好的发展，目前，黄岩大部分真空淬火的模具都被路桥达兴热处理厂接走。

关于真空淬火，在这里强调几个概念：

一、真空淬火并不是没有变形的热处理

真空淬火可能是目前整体热处理中变形最少的一种处理手段，但决不是没有变形的热处理，其变形程度跟工件形状、预处理的组织或状态、工件在炉子里的排列方式、真空下加热工艺及冷却方式都有关，因此，对于采用真空淬火的模具零件，应根据工件的实际情况，留足一定的加工余量，一般而言，气淬工件的变形量会低于油淬工件。

二、不是什么材料都适宜真空淬火的

目前来说，国内用于常规真空热处理的电炉，大多是采用油或高压惰性气体作为冷却介质的（即气-油二用炉和高压气淬炉为主），加上真空状态下，油的冷却速度呈下降趋势，因此普通的碳素钢在常规的真空炉中是无法淬硬的（极薄的工件除外）。对于塑料模具用钢，最适合真空淬火的是耐腐蚀型塑料模具用钢（Cr13型马氏体不锈钢及其改进型）和淬硬型塑料模具用钢（如H13、D2等），即便是此类钢材，选择真空淬火时也应考虑尺寸大小和材料本身的一些特性（淬透性），同样尺寸的工件应尽量选择能淬透的材料。

三、油冷和气冷的区别

    从理论上说，真空淬火中采用气淬的工件比油淬的性能相对较好，因此，在保证淬透性的前提下，尽量采用真空气淬的工艺。

台州最早开展离子氮化项目的是仙居液压件厂，约在上世纪八十年代末期，那时人均工资才二三百元，但离子氮化的加工费约要20元/公斤，可见当时的离子氮化在台州可能被视为与高科技挂上了钩。

其实离子氮化决不是什么新鲜的玩意，六十年代国内就开发了这种设备，只是我们台州的机械行业当时太落后，直到八十年代初中期，台州的热处理设备大多还是用盐浴炉和箱式炉作为加热的载体。

黄岩最早开始离子氮化外加工的是放在华东模具厂内的一家个体企业，当时就一台50KW的小炉子，由于缺乏模具离子氮化的经验，开始时质量不稳定，生意大多被椒江拉走。时至今日，离子氮化加工在黄岩是遍地开花，估计大大小小的离子氮化炉不下二十余台，加工费也从最初的6~7元/公斤下降到2~3元/公斤，一方面加工费的下降是由于需处理模件量能的上升，另一方面也说明了这个处理领域竟争的激烈，以现在的加工价格看，在各项费用不断上涨的今天，利润空间唯有靠量能和缩短处理时间来保证。

离子氮化的原理和气体氮化是有些不同的，它渗入金属表面的是氮离子（气体渗为氮原子），加热的载体也不相同，气体氮化依靠外热加热，而离子氮化却是靠金属自身和稀薄气体在高压电场作用下起辉加热，因此也就决定了这二种氮化方式处理后的性能是有差异的。

在黄岩，离子氮化被称为“白氮化”，气体氮化被叫做“黑氮化”，多数人在考虑选择何种氮化时第一考虑是氮化后的抛光性能，而不是工件所用的材料、工件的外形以及氮化后能达到的综合性能更适合何种氮化工艺。由于气体软氮化后大多采用高温出油空冷，工件表面呈黑色，而离子氮化因为在真空状态下冷却，只要保证工件在200℃下出炉，工件表面就会呈灰白色，相对而言，这种灰白色的表面更易抛光。

与气体软氮化相比，离子氮化的优缺点有：

一、优点：

1．  处理温度比较宽，400℃仍能使氮渗入；

2．  渗速较快，相同时间可取得比软氮化更深的渗层；

3．  化合物层结构容易控制；

4．  表面硬度略高于软氮化；

5．  氮化工件变形稍少；

6．  外观漂亮，工作环境好，污染少。

二、缺点

1．  对形状复杂的工件，加热不易均匀；

2．  温度指示反映的不是工件真实的温度，相对而言，温控较难；

3．  清洗要求很高，嵌镶件容易出现打弧而损坏模具；

4．  小孔小洞多且又较难堵塞的工件容易过热而导致模具报废；

5．  有尖角的工件容易脆而嘣落；

6．  对碳钢而言，普通的离子氮化效果很差；

7．  由于冷却需较长时间，交货期相对长些。

总之，对不同模具材料、不同尺寸、不同要求的模具零件，应选择最为适宜的氮化处理工艺。

氮化处理在黄岩模具业中的兴起始于上世纪末，这个时候是黄岩模具发展步伐较快的几年，很多新的模具材料（包括进口的）开始应用，模具零件的强化手段也不仅局限于调质了，为了使调质后的模具零件表面有更高的强度，更好的耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性和抗咬合性能，渗氮处理便应运而生了。

如果要考证黄岩最早从事模具氮化处理加工的，我估计应该算原风机厂门口那个老师傅了，大约在上个世纪90年代初期，据说他将加热后的零件放到一种叫“山奶”的毒药里，工件表面就会变硬，一般车刀锉锉还锉不动，当时查了下资料，知道了这实际上就是固体碳氮共渗（当地人俗称氰化）。

从宏振公司创办热处理厂起，氮化在黄岩才步入了较正规的轨道，以目前的情况看，氮化在黄岩发展比较成熟的工艺有：气体软氮化（低温氮碳共渗）、离子氮化和高温碳氮共渗，还有个别厂家在开展液体软氮化加工，主要加工对象为套管、顶针等小工件。

存在的就是合理的，这是一个名人说的话，为何黄岩的模具零件普遍采用软氮化工艺，而不是传统的渗氮工艺（习惯上称之为硬氮化）？自然是有其道理的，硬氮化后的表层虽然可以获得更深更硬的氮化层，但由于生产周期长、生产成本高而限制了其优势的实现，而软氮化工艺正是由于其加工周期短、渗层硬度适宜、氮化层脆性较低、加工费相对较低廉而取而代之。

本文要说的是目前黄岩软氮化加工中存在的一些认识误区和存在问题。

误区一、不同材料软氮化效果是一样的

很多人认为不管什么材料，通过软氮化，都能达到相同的效果，其实这是错误的理解，渗氮能提高金属表面硬度的机理是氮原子和金属里的合金元素形成高硬度的合金氮化物，因此,合金元素是氮化后提高硬度的最根本因素，低中碳钢虽然也能在软氮化后硬度得到提高，但其硬化机理不同，因而氮化后所起的实际作用远不如合适的合金模具钢。

误区二、软氮化是一种不变形的热处理

持有此观点的人不在少数，在此必须说明，任何热处理过程都存在着变形，只是程度不同而已。氮化处理的温度一般在500~600℃,是一种铁素体状态下的表面化学热处理，一般认为热处理的变形是热应力和组织应力共同作用的结果，在铁素体状态下的热处理尽管组织应力大为减少，但热应力依然存在，加上工件（尤其是细长工件）在炉内悬挂不当等因素，氮化后的工件的变形还是不可避免的，即使同一炉处理的工件也会因材料不同、前处理状态不同、外形尺寸不同而使得变形程度不尽相同，某些工件氮化后变形很少，但也不是绝对的不变形。如果被处理的零件原始组织处于不稳定状态（如非正规调质组织、锻打或轧制后未退火组织等），其变形程度也会相应的增加。

误区三、氮化前工件的预处理对氮化质量影响不大

一般而言，氮化处理前要求模具材料须经过调质处理，一方面调质处理后的组织均匀性好，组织稳定，能保持基体具有良好的机械性能；另一方面，由于调质时高温回火的温度和氮化时的温度相近（大部分合金钢的回火温度高于氮化温度），氮化过程对工件而言实际上是一次很好的补充回火。

误区四：氮化层的质量就是氮化后硬不硬

黄岩检测氮化后是否已硬的常用手法就是用锉刀或锯片，只要划不动就OK，基本上没有其他检测手段，其实氮化层的质量包括硬度、渗层深度、渗层组织构成、氮化层脆性等检测项目，对于模具零件，由于检测需要破坏工件表面，大工件还需切割，的确存在着检测不便的情况，解决的办法也不是没有，对重要零件，可以在处理零件边缘预先放置小试块（取自零件），只是黄岩几乎没有一家厂具备这样的检测条件。

再说模具的调质

上文说到我们现在所谓的调质处理，尽管单纯以测定模具表面硬度来检验调质质量，可能大部分是合格的，但如果以组织为判定依据，那很多模具零件是没有得到真正调质的，固且我们称之为“伪调质”吧。

那么，这种貌似硬度合格的伪调质模具零件到底在使用时会有什么差异呢？

首先是表现在机械性能上，我们说索氏体是金属组织中综合机械性能最佳的，是指它既具有良好的可加工性又具有较高的机械强度和较好的塑性性能的稳定组织，对大多中低碳的塑料模具钢而言，只有通过500℃以上的高温回火才能得到这种索氏体组织，那些通过500℃以下回火得到硬度合格的模件在加工时会出现硬度虽低但切削加工却要困难的状况，回火温度越低的这种状况就越严重。

其次，回火温度越低，淬火马氏体的分解就越不完全，组织也就越不稳定，模件中的内应力也越大，模具零件的精度要求是比较高的，如果模件产生时效效应，则会造成模件的尺寸变形。

再者，现在很多模件调质不是它的最终热处理，比如还要进行氮化、比如还需真空淬火，而这些后续处理的对象都接近模具成品，处理过程中的变形程度是越少越好，但这种伪调质组织却因为组织的不稳定和内应力未尽消除而导致其在最终的热处理过程中产生较大的变形。经氮化后的模件，表面硬度虽得到了提高，但基体硬度则因氮化温度在500℃以上而下降。

综上所述，我们可以得出这么二条结论：

1、 调质结果的检测不能仅以硬度为依据，硬度合格并不意味着调质到位；

2、 调质不到位的模件，会影响模具切削加工的性能，会降低模具的机械性能，会降低模件氮化时基体的硬度，也会增加模件最终热处理时的变形程度。

那么，我们难道就没有办法知道调质的真伪吗？

当然我们还是有办法的，现场金相显微镜可以观察模件热处理后的表面组织，如果我们要求热处理厂提供整个处理过程的工艺和检测数据，那就可以对自己处理的工件调到何种程度做到基本了解。

问题的关健是我们的模具制造者有这个意识吗？当然即使有，还要看你愿不愿意为模具零件的高品质处理买更多的单。

继续说调质。

前文一再说明调质在理论上的界定，尽管还有些疑问，但有一点可以肯定，调质是否到位？那一定要看被处理的工件在淬火时是否尽可能多地得到了马氏体或（和）贝氏体组织，如果不是以这个为目的，那么调质就可谓之为不到位的调质。

举个例子说明更直接些：

某模具工件用45钢制作，假设最小厚度处为200mm，形状也不复杂，一般情况下，黄岩的模具工件是很少进行预处理的，那么在调质处理时会出现什么情况呢？

奥氏体化温度一般会设定在820~850℃的范围内，如果一炉有足够的45钢制模件，淬火温度会选择下限，如果与合金钢合一炉，往往是把温度选择在上限，45钢制的零件基本上是下水冷却，大部分热处理厂用的是清水，以气泵冲气搅拌为主，配合行车各方运动加强冷却，也有少部分加工厂采用盐水冷却。

45钢常温下在水中的淬透直径最大约为16mm，在5%盐水中的淬透直径约为21mm，由此可见，盐水冷却比清水冷却有着更深的有效淬硬层，本例中200mm肯定是淬不透的，

冷却条件好点的，单边有效淬硬层会达到10mm左右，差点的只能达到5mm左右。各厂在进行调质处理时，因各方面因素不同，推测一下会出现的情况有：

1、              淬火后表面硬度≥HRC52，硬化层组织以马氏体或（和）贝氏体组织为主，采用高于500℃的高温回火后，有效硬化区域得到较为理想的索氏体组织；

2、              淬火后表面硬度52≥HRC≥42，硬化层得到一半或一半以上点的马氏体或（和）贝氏体组织，回火温度在500℃上下，回火后得到部分索氏体组织，性能不如1，但仍属较正规的调质；

3、              淬火后表面硬度42≥HRC≥32，硬化层组织以铁素体要占较多的比例，回火只能采用中温回火，严格来讲，这已经不是调质了。

4、              淬火后表面硬度32≥HRC≥26，不用回火，就处于调质要求的硬度范围之内，不懂热处理的人会以为，这师傅水平真高，我要多少硬度就给我调到多少硬度。

得到这种硬度的模件只能采用300℃以下的低温回火了，实际上这是一种伪调质。

5、              淬火后表面硬度≤HRC26，不是材料不对，就是热处理工艺或操作失误。

以上五种情况，以2和3出现的机率最多，换言之，可以认为我们大部分的调质都是

没到位的。

尽管最后测试模件表面硬度时都是合格的，但硬化层的组织不同，模具使用时所呈现的

性能也就不同，而且差别甚大，那么，究竟会有怎样的差别呢？

    下文再述。

在百度里输入“调质” 二字，出来的文字是：  

调质（quenching and high temperature tempering）
    调质即淬火和高温回火的综合热处理工艺。调质件大都在比较大的动载荷作用下工作，它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用，有的表面还具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等。总之，零件处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的结构件，如轴类、连杆、螺栓、齿轮等，在机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。尤其是对于重型机器制造中的大型部件，调质处理用得更多．因此，调质处理在热处理中占有很重要的位置。
    在机械产品中的调质件，因其受力条件不同，对其所要求的性能也就不完全一样。一般说来，各种调质件都应具有优良的综合力学性能，即高强度和高韧性的适当配合，以保证零件长期顺利工作。

GB/T 7233—1999《金属热处理工艺术语》里对调质的定义是：工件淬火并高温回火的复合热处理工艺。

单纯从字面理解：调质包含了二层含义，一是工件必须先淬火，二是工件必须经过高温回火。

再看淬火和高温回火，GB/T 7233—1999《金属热处理工艺术语》是这样定义的：

淬火：工件加热奥氏体化后以适当的方式冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。最常见的有水冷淬火、油冷淬火、空气淬火等。

高温回火：工件在500℃以上进行的回火。

那么是不是可以这样认为：所有经过奥氏体化的钢件淬火后（获得马氏体或（和）贝氏体）再经500℃以上的高温回火就是调质了呢？

显然，对于一些特殊钢种，你会认为这样的定义是不完全正确的，比如高速钢，比如热模钢，又比如马氏体不锈钢等等，这些钢种中由于合金元素的特殊作用，它们在500~580℃的温度区间回火后，硬度下降甚微，有些还略有升高（二次硬化），虽然这些特殊材料可以通过更高的温度回火而获得调质的效果，但由此可见，简单说高温回火是不能准确描述调质的定义的。

黄岩最早的时候，通常把HRC28（±2）作为调质后要求的硬度，因为那时刀具差，模具要求不高，这样的硬度适宜切削加工，人们一说调质便知道硬度要求了，这就形成了一种习惯性思维，似乎调质的概念就是由那硬度而决定的。如今随着模具各项技术的不断发展，模具材料的不断增多，对模具使用硬度的要求越来越高（在组织正常的情况下，硬度越高，金属的强度也越高，耐磨性能和抗疲劳性能也越高），简单的以硬度来作为调质的判断依据显然也是不妥的。

那么调质究竟有没有一个更确切的定义呐？就这个问题，我请教过不少专家、教授，他们的说法是：“调质”后的最终效果还是要由组织说了算，要以是否获得综合性能优良的索氏体组织来作界定，既不是以高温回火温度的高低，也不是由回火后的硬度来决定。

对此说法，我仍存在一个疑问，疑问的是没有提到量化的问题，所谓量化的概念一是指淬火后获得马氏体或（和）贝氏体组织的数量，二是指回火后获得索氏体的数量。道理很简单，因为不是所有的钢铁零件都能在淬火后获得100%的马氏体或（和）贝氏体组织，因而也就保证不了回火后都能得到100%的索氏体，而淬火后马氏体或（和）贝氏体组织数量的多少决定了回火要采用的温度，那么在这种情况下，是选择硬度还是选择组织呢？

近从网上看到一条信息，云：07年全国共用去模具钢材约200万吨，其中进口钢材60万吨，但从国家权威机构了解到的统计是07年全国共进口模具钢10万吨，那另外的50万吨所谓的进口模具钢，难道真的是“从天而降”？

大模具我接触的不多，小模具成天打交道，也检测过很多的所谓进口材料，我敢说：80%以上的材料供应商参与了材料的卖“假”，当然，也许连他们自己也难辩真假，他们只知道：卖这种料，利润倍儿的高。

第一次感觉进口材料有假还是二年前，某模具厂从某模具材料供应商那里采购了一批德国蒂森GS-316S的圆钢，用来制作型腔，为了确保质量，该批型腔全部由供应商的广东总部进行真空热处理，在进行常规硬度检测时发现硬度偏高，正巧厂里新买了金相显微镜，于是顺便做了个显微组织观察，一看之下干瞪眼啦，当时的反应真的可谓：不看不知道，一看吓一跳。在这之前，经常检测国产的马氏体不锈钢，大多直径70毫米以上的圆钢都存在诸如碳化物网状、铁素体或碳化物带状、成分偏析和各类夹杂物较多的问题（见图），偶尔也看过进口钢材的显微组织，其组织的均匀程度，不是国产普通钢材可比拟的，但在这件进口钢材里，我看到的显微组织和平时国产材料毫无二致，而且情况还要严重一些，我在检测报告里写上了这么一段话：德国人能制造出这样的钢材，真是奇迹!（可惜当时显微镜没配摄像装置，没有图片纪录），虽然我没证据证明这不是国产材料，但我有权利表达我的惊讶。

图1:马氏体不锈钢中常见缺陷一  铁素体和碳化物呈带状排列

图2:马氏体不锈钢常见缺陷二 网状碳化物和非金属夹杂物

后来发生的事更有趣，对方总公司派来了一个材料方面的工程师，说我们这边的检测设备不好，对我们的检测结果表示怀疑，必须拿到总部去重新检测云云，偶让厂方把型腔一切二半，任其带回半边，半个月以后对方发回了一个检测报告，承认材料中有缺陷，但推荐采购更好的GS-316ESR钢（哈，事实就是事实，在显微镜下，组织说了算）。

此事后来没了下文，毕竟模具交货的时间不等人，这批料用了也就用了，厂方只是吃了个哑巴亏而已（其实有很多模具厂是吃了亏还蒙在鼓里），但经历此事件后，该厂对所有送样的所谓进口材料都多长了个眼，不仅对送样的样品进行实测，更加重了对实送钢材的抽检，终于发现，几乎每家材料供应商都是一个德性，都在用国产钢材假冒进口。现在该厂已基本全线采用国产钢材，尽管品质上无法完全保证，但总比被人家蒙了强。

类似情况，在黄岩其他厂家也有发现，估计这种情况应该是全国性的。有传言称：冒牌进口材料是经过转运香港，在香港重新外包装后转运国内，在手续上不内行的还真不好察觉。

事实上，不仅在小规格的模具材料上存在着大量的假冒问题，大规格的进口板材锻材也不会没有水份，不然这从天而降的50万吨如何解释？

一般而言，进口材料的售价是国产材料的三倍，可想而知，不法奸商一年在模具材料上蒙走了黄岩多少钱？

尽管假冒进口材料已成业界众所周知之事，但政府监管部门一直未见有打假行动，原因何在？

如此局面，难道我们真的就无计可使了吗？

第二件模件的开裂解决起来相对要复杂些了。

这件模件比较大，属中型偏小的模具，单件重量足有二三千斤的样子，委托方声明是40Cr的材料，调质硬度要求为HRC30，形状为近正方体。

热处理方提供的工艺为850℃奥氏体化，水油双液淬火，工件交货时未发现开裂，模件经切削加工后，在局部区域发现开裂。

先观察裂纹形态是每位金相工作者必须要做的第一步工作，然后决定取样部位，试样取下后再观察断口形貌，如图示：

断口虽不新鲜，但明显可见晶粒粗大，且裂纹在模坯切削加工后的内部发现，初步可判断此裂纹与造成晶粒粗大的过热有关，于是观察试样的显微组织，如图示：

图1

图2

图3

第一图是观察裂纹边缘，目的是确认此裂纹是否为淬火前存在？如果此裂纹存在于淬火前且延伸至金属表面，那一定会在裂纹边缘留下脱碳层，很明显，试样中裂纹边缘组织和内部无殊，说明说明裂纹在淬火后产生，但不排除在淬火前内裂的可能性，因取样部位已经过切削加工。

第二、三图是放大400倍后的显微组织照片，组织由索氏体和铁素体组成，铁素体沿晶界分布和呈选向性分布，晶粒较粗大，有明显的魏氏组织特征。其中中间部位晶界处已可见微裂纹。

一般认为，金属魏氏组织的产生与锻造温度过高有关，且停锻时间过早，导致亚共析钢中先共析铁素体沿粒大晶粒的晶界析出，可以预见，本件模坯未经调质处理前晶粒和晶界处的铁素体更粗大。魏氏组织在金属组织中被认为是一种严重缺陷，热处理前必须通过退火或正火来进行消除，直接热处理很容易导致模件在淬火后开裂，即使侥幸没有开裂，模件的机械性能也是极差的。

    回头从调质工艺看，840℃的奥氏体化温度是40Cr材料常规的淬火温度，如此大尺寸的模件选择双液冷却是合理的，如果是淬火过热或者双液淬火时在水中的冷却时间过长，那么开裂的部位就会不一样，一般会在模件边角处和孔洞处开裂，在冷却正常的情况下更不会产生魏氏体组织。

根据上述分析，我给此模件开裂的结论是：主责在锻打，因为过热；次责在热处理，因为你对原材料组织没检测，盲目干。

报告出去后发生的事令人寻味，下文再叙。

受余姚某热处理厂邵老板之邀，本周末前往余姚。

品梅之意不在梅，在以主人一片盛意，也在于主人的一点“心”意。

同邀的有浙大的二位老师，是主人在浙大培训时的老师，也是我读书时的老师，师生相遇，不亦乐乎。

主人的热处理厂规模不大，和黄岩大多的热处理厂类似，项目比较单一，主要业务为模坯的调质处理，业务较多的来自坯料供应商，交流后得知，黄岩模坯调质存在的问题，和余姚没有二致，比如：热处理后的质量检测项目也仅是硬度，也不提组织和性能，淬硬层深度不保证，淬火均匀性较差等等等等，在余姚一带，同行业竟争同样激烈，尤以氮化为甚，加工价格几年来都维持在1.6元/千克的水平,调质加工费比黄岩略高，保持在0.8元/千克，呵呵，地区差价还是有的。

为了提高竟争力，不断提高质量是很重要的手段，为了改善日益不足的冷却能力，主人想对车间的冷却系统做些文章，使整个布局更趋合理、更趋安全、更适应生产的需要，主人邀请我们去，当然是希望我们给提点意见，哈，说白了，这就是主人的“心”意。

呵呵，杨梅吃了，意见也是提了的，有没用，主人自会琢磨。

说一说和郦老师在杨梅树下谈的一件事。

郦老师是现任博士生导师，现任教于浙江大学材料与化学工程学院金属材料研究所，金属材料实验室主任，也是浙江省热处理学会的理事长。我向老师详细汇报了黄岩模具行业长期重冷轻热的状况经及模具材料和热处理的现状后，郦老师建议我们下半年组织一个“模具材料和热处理技术研讨会”，教授和专家他帮我们请，这绝对是个好建议，此事如能玉成，对于提高我们对模具材料的认知，改变我们在热处理上的落后面貌将有极大的促进和推动作用。因为可能请到的专家中有院士级别的，所以接待的规格绝不能低，政府部门、行业协会、模具厂家、相关企业公司均可参与协办，当然，如能把这次研讨会开成是一次全国性的学术会议，对进一步提高黄岩模具的知名度我想肯定是很有帮助的。

这一说，当不虚此行了。

显然，能否促成？还看事在人为。

有兴趣共同参与的，在此不妨“吱”声。

模件开裂了，原因只有一条——模件经各种处理后产生的应力累积超过了材料能够承受的极限，无奈，开裂是它唯一的选择。

模件产生应力最大的场所肯定是热处理，模件经加热和冷却会产生极大的热应力和组织应力，淬火时剧烈的冷却是最容易产生模件开裂的时候，错误的热处理工艺、错误的原材料、原材料中严重的冶金缺陷和组织缺陷、错误的模件外形设计、错误的原材料预处理等等都可能是导致模件在淬火时或在使用时早期开裂的原因，在这么多复杂的因素面前，要理出正确的思路，找到准确的原因，不观察金属内部的显微组织是解决不了问题的，除非是委托方提供的原材料本身不对。

原材料不正确，做个成分分析就能说明问题，只要真的是料搞错了，供料方是无法不承担责任的。

分析原材料化学成分目前有二种方法：一是传统的粉末烧结和比样法，二是光谱分析法，相对而言，后者的准确度更高。

如果原材料的化学成分是符合的，这种情况下要找出模件产生开裂的原因，唯一的方法就是取样观察显微组织，让“组织”说了算。

前几天，几个同行向我求助的模件开裂基本上都查出了结果，在此简单地介绍一下。

先说西城这边某热处理厂的事

一件委托方说是H13的模件，要求做淬硬处理，处理方用950℃油淬，300℃以下低温回火，结果模件在线切割时发现开裂，我要求热处理方从裂纹边取出小块做试样，如图示：

试样在100倍显微镜下观察到的组织如下图示：

显微组织告诉我们这是一种非常典型的高碳高合金工具钢（初步判断是Cr12或Cr12MoV），跟H13材料淬回火的显微组织大相径庭，这种材料如果回火不充分，在线切割加工时是很容易开裂的，但由于材料有误在先，热处理厂完全可以不承担开裂的责任。

因此我给出的建议是：去做个成分检测，如果有争执的话，一切费用由错方负责。

下文待续

    题目很搞笑，不过，反映的是事实，最近几天，有那么几个同行，打电话给我：“快来帮忙看看，我的模料又裂了”，其实模料出现开裂很平常，每个热处理厂、每个模具制造者都可能遇到过，但几日内接二连三的遇上，倒是并不多见的。

    暂把开裂的事放一边，先谈前文中的断口问题。

    三只材料里，第一张照片的材料材质最差，这是一种结晶状脆性断口，金属结晶后晶粒粗大，断口齐平，金属光亮点明显，这种材料建议不进货为妙。

    第二张照片中的材料材质最好，断口呈纤维状，几乎感觉不到金属光泽，纤维状拉痕沿着钢材轧制方向，是一种典型的韧性断口。

    第三张照片的材料材质介于前二者之间，断口偏脆性，但晶粒比第一种细些，对于这种材料，要结合显微组织的观察再决定可否采购，如要使用有必要采用预先正火的工艺细化晶粒后再使用。

    回过头来再谈模具开裂。

    发现模料开裂一般在四个时间段，第一时间段是模具材料在售出前即被发现，无论是原材料开裂还是锻打造成的开裂，售料方自行承担。

    第二个时间段是在模料售出后还未经热处理加工，在初加工时即发现模料有裂纹，这事也好办，售料方一般都会换料。

    第三个时间段发生的开裂最为复杂，即模料经热处理后发生开裂，责任归谁？一时很难评判，往往是公说公有理，婆说婆有理。在咱们黄岩，如果损失的金额不大，习惯由三方均担责任，坐下来，大家商量，售料方、热处理厂、模具制造者三一三合一，各人承担点，事情也就摆平了，但如果损失的金额大了，或者遇上某方不肯承担责任，争执就来了，有时还免不了闹个打相打事件。这事复杂，以后详谈。

    最后一个时间段发现模料开裂是模具制造完毕在安装调试或已交付客户手中使用时，这种情况也常有发生，一般使用时间久点发生的（半年以上），模具制造者往往自担损失，毕竟当时没有向热处理厂提出模具寿命要求，但如果在短时间内即发生模件早期开裂，那么被动的很可能是热处理厂，因为这年头，谁欠着加工费谁就掌握主动权。

    严格来说，模件开裂的事可能跟三方都有关，除了模件原材料的缺陷、除了热处理制定或执行了错误的工艺，谁说模具制造者就无一点责任？

    很多模具制造者在选定模具材料和设计模具结构时，由于对材料的热处理特性缺乏了解，此时就可能酿成了模件报废的后果，一旦热处理方或因缺专业人员或因过于追求经济效益而忽视淬火时潜在的风险，损失和争执又不可避免。

    那么，对于模件出现开裂的争执真的无人说了算吗？

    下文详述.

在很多人的意识里，模具材料内在质量的检测可能是十分复杂的，其实，建立一个小型金相实验室，招聘或培养一个金相检测人员，这方面的投入并不大，但对大多数小型模具制造厂尤其是对材料和热处理还没有引起足够重视的厂家来说，至少现阶段是不太现实的。那么有没有办法能快速简单地对原材料的质量作出初步的判断呢？这里我推荐一个很实用的方法——看断口法。

断口学是金相学中的一门学科，它不需要专门的设备，只要简单地制备一个试样，将试样敲断后保持断口新鲜，用肉眼观察断面即可。一般来说，存在质量问题的钢材其断口肯定是异常的，如果发现原材料断口异常，或退货或委托有关部门进行进一步的检测，如此即可将劣质钢材拒之门外，避免无谓的损失。

不同状态下的原材料，其断口形貌是不一样的，因此如开展断口检测，平时必须多收集不同材料不同状态的断口，多比较多积累，长期坚持下来，相信必有收获。

这里我举一个例子。

某专业瓶坯模制造厂，型芯、型腔皆用马氏体不锈钢（3Cr13）制造，钢材进厂时，我要求锯床工锯下厚约5毫米的切片，敲断后观察断口，下面就是几张断口的照片。

这三张照片，断口的形貌明显有不同，大家先做个比较，我在下篇博文中详解。

 本文提的“组织”一词，跟我们日常生活中的“党组织”“团组织”等组织风马牛不相及，声明在先。

大凡从事材料和热处理的，应该明白我所说的“组织”是指金属材料的显微组织。但是，在我们黄岩模具制造界，极少有人在模具热处理加工过程中对模具零件热处理后的显微组织提出要求，一般来讲，大家只提硬度要求。

有人说摸透材料和热处理很难，难在它是摸得着却看不见，看得见表面却看不见它里面，其实材料和热处理都是看得见的，不过要借助一双“眼睛”——显微镜，通过显微镜，我们完全可以观察到金属材料的显微组织，只要你愿意，无论是心部还是表面。

每一种材料在不同的组织状态下就有不同的性能表现，其中材料的化学成分只是确保了这种材料具备某种性能的要素，而要发挥这种性能就必须依靠热处理的手段，通过不同的热处理工艺来改变金属的组织，从而达到我们需要的性能。在热处理过程中，金属最本质的变化是“组织”，而不仅仅是大多数人认为的硬度，硬度只是金属机械性能中的一项重要指标，它是金属组织改变后反映出来一项性能，只有组织才决定了材料的最终性能。

也许这样说有些抽象，那就举一个直观的例子，请大家看下面二张照片：

图1  2316退火组织 400×

图2  2316调质组织 400×

上面二幅图片分别是2316原材料（棒料）不同供货状态的显微组织，都是在放大400倍下拍摄的，前者是退火状态，组织为铁素体（基体）+碳化物（粒状），后者是预硬状态，经过调质处理后，组织为索氏体（基体）+弥散分布的球状碳化物（白色亮点），前者的硬度只有HRC15~18，而后者的硬度是HRC32~35，为什么经调质处理后金属的硬度会提高呐？通过观察显微组织，我们就可以知道：引起硬度改变的本质是因为铁素体经过淬火和回火变成了索氏体。至于为什么索氏体的硬度要比铁素体高，我在以后的博文中会谈及。

此文的目的只是要告诉大家：如果你真的重视热处理质量：那么先认识“组织”，进而理解“组织”，到最后你肯定会重视“组织”。

跟着“组织 ”走，没错的。

       模具加工的产业链中，有一道必不可或缺的工序——热处理

       决定模具最终内在品质的不外乎二点：一是材料本身，二就是正确的热处理。前者是前提，而后者是关健，道理很简单，因为材料不好还可以通过正确的热处理至少可以发挥其自身性能，而一旦热处理错误，最好的材料也会导致性能破坏。

那么黄岩的模具热处理到底处于一种什么状况呢？

我的看法是：复杂事情简单做。

严格地讲，模具热处理是热处理行业中技术含量较高的一种，针对不同的材料不同的要求，处理手段应该是多样化的，而模具零件又是单件产品，基本上要求是一次性成功，因此，只有经过专业的热处理工艺人员，才能给出较为正确的处理规范，当然还需要有一定经验的工人实施操作。

回过头来，看看我们黄岩是怎样做模具热处理的？

在黄岩，模具热处理加工厂家星罗棋布，但大多是几台炉子的家庭工厂，处理手段主要是调质、普通淬火、气体软氮化、离子氮化和真空淬火，其中以调质的量为最大，进入本世纪，随着模具行业的发展和对模具品质要求的提高，需氮化做进一步强化的模具数量不断上升，但由于模具生产周期不断缩短，故氮化以离子氮化和气体软氮化为主，真空淬火局限于小型模具零件，量能相对较少。

由于需调质的模具量能很大，相对而言，调质所需要的设备和技术门槛较低，因此黄岩能创造调质加工费全国最低（未经核实）的记录也就顺理成章了，但个人认为，这绝不是模具行业的光荣，恰恰相反，过度竟争带来的必然后果就是牺牲品质。

企业以赢利为目的是天经地义的，亏本的买卖谁愿主动干？故最低的加工价格依然有人乐此不疲的在干，依然有新的加工厂不断涌现，就说明干这行还有钱赚，至于如何干才能保持利润？唯一的选择就是“一锅端”。

有人戏称黄岩的热处理是“大锅饭”、“杂侩羹”，此言一点不虚，几乎没有一家加工厂会对不同的材料进行分炉处理，无论是调质还是氮化，除非奥氏体化温度相差悬殊（个别厂家甚至这一点也做不到），一个温度包打天下，真正做到了复杂事情简单做。可想而知：以如此方式处理的模具，其内在品质能好到哪里？