冷沖硅鋼片凹模形狀復(fù)雜，精度要求高。凹模材料為Cr12MoV鋼。Cr12MoV鋼凹模熱處理為1030℃淬火+180℃回火常規(guī)處理。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，凹模熱處理后耐磨性差，生產(chǎn)中需多次修模，出現(xiàn)大量凹模早期斷裂失效。
分析認(rèn)為，凹模低溫回火后仍有殘留應(yīng)力，磨削中引起磨削應(yīng)力，凹模修磨刃口中反復(fù)磨削使殘留應(yīng)力增大，當(dāng)總拉應(yīng)力高于工件斷裂抗力時(shí)，將產(chǎn)生磨削裂紋。另外，磨削熱不僅使回火馬氏體發(fā)生分解，同時(shí)使殘留奧氏體轉(zhuǎn)變生成馬氏體，因而產(chǎn)生相變應(yīng)力（附加應(yīng)力），磨削中產(chǎn)生的附加應(yīng)力是凹模產(chǎn)生磨削裂紋的主要原因。磨削裂紋產(chǎn)生后，在交變應(yīng)力的作用下，裂紋擴(kuò)展形成貝殼狀花樣的疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到臨界尺寸后，便發(fā)生瞬間斷裂，形成結(jié)晶狀的最后斷裂區(qū)。
為此，采取的改進(jìn)措施是：
1、提高淬火加熱溫度
從1030℃提高至1100℃,使奧氏體溶入更多的碳和合金元素，減少淬火后塊狀碳化物，提高模具硬度、強(qiáng)度及耐磨性能。
2、增加深冷處理
這是防止凹模壽命不高的主要方法。采用凹模油淬，在25min內(nèi)將模具放入液氮中深冷處理。以減少殘留奧氏體含量，可顯著提高凹模的強(qiáng)度和硬度。
3、提高回火溫度
從180℃回火提高到520℃高溫回火。目的使碳化物從馬氏體中彌散析出產(chǎn)生二次硬化，使模具組織中碳化物呈顆粒狀均勻分布，使凹模的強(qiáng)靭性、硬度和耐磨性明顯提高，從而提高模具的工作壽命。
采用上述改進(jìn)工藝后，Cr12MoV鋼硅鋼片凹模的平均硬度從原來(lái)的57.4HRC提高到67.4HRC，凹模工作壽命提高9.2倍，避免了磨削裂紋缺陷和模具早期斷裂失效破壞，降低了生產(chǎn)成本。