金型の割れ調査方法について

大変古い質問ですが、質問者のためではなく、今後同様の質問しようとする方のために、専門家として助言します。小生は工具鋼メーカーの技術サービスマンとして、損傷した金型の調査を多数経験しています。

1. 金型損傷原因の調査。実際の調査では詳細な使用条件を聴取するとともに、現物をルーペ、簡易顕微鏡、スケール、ペンライトを用いて30分以上観察します。つまり500字程度の文章で(仮に写真があっても)、原因の解明に必要な情報を伝えることは不可能です。

2. 原因調査方法。
(a)金型鋼が工具鋼の場合は、工具鋼メーカー(今回の質問では日立金属)に依頼するのが最良です。日本の工具鋼メーカーは、納入した鋼材に問題がありそうな場合はもちろん、明らかに無い場合でも調査に応じます(商売を継続拡大するためなので通常は無料)。
(b)問題は、工具鋼ではなく普通鋼(高炉)メーカーの構造用鋼(SCやSCM)を用いている場合です。普通鋼メーカーは金型には疎く、金型としての調査能力はほとんどありません。その場合は工具鋼メーカーの系列の調査会社に依頼して下さい(有料)(普通鋼メーカーの系列はお勧めできません)。
(c)工業試験所のような公的機関に依頼する方法もあります(有料)。但し、これまでの経験から言うと、調査能力にバラツキがあります。

3. 改善方法。
(a)工具鋼メーカーの場合は、損傷原因とともに、商売を続けるために対策案も提案します。
(b)調査会社にはあまり期待できません。

4. 鋼材メーカーに頼れない場合。
(a)機械部品の損傷原因調査については多少文献がありますが、金型についてはほとんど見当たりません。
(b)何らかの事情でメーカー頼れない場合は、本サイトを利用することもやむを得ませんが、正確な回答を得るのは容易ではありません。また今回の質問回答のように、何度も往復が必要になります。
(c)派遣会社に知識のある人の派遣を、日単位で依頼するのも良い方法です。

何かスゴイ大きさの金型のようですね。。。
気になるのは＜形状が弁当箱＞
正方形から離れるほどコーナに曲げ応力が生じやすくなり、補強も困難でしょう。

私は圧縮金型で苦労(というより投出)しました。
超硬を焼嵌リングで補強するには丸型。これが巨大なブロックを必要とする。
ケチろうと角にしてブロック焼嵌後にくり抜くと長辺の中央付近が撓んで隙間が出来ている。。。諦めて焼入鋼に戻った。

割れるような応力なのだから、なるだけコーナ近くに歪ゲージを張れば応力が測定出来るはずだが、一々造って試したのではラチが明かない。コンピュータのシミュレーション＝ＦＥＭの手法でしょう。

勉強の手間も費用もこのためだけに掛けるわけにいかないと思うので、外部ソース。
公的試験場、また最近では大学も外を向いているので、いずれかに相談されることをお奨めします。

絞りダイのコーナー部からの割れとのことですが、YXRから超硬にして寿命が延びているのですから、靭性よりも強度が問題である可能性が高そうですね。

絞りダイの強度は、ホルダーの締め付けに依存するところが大ですが、ホルダーがちゃんと締め付けているかどうか？
割れた部分の破面を割り出して、割れ起点の位置とホルダーとの当たり具合を確認してみましょう。
絞りダイの上面まで、ホルダーがサポート出来ていない場合、強度的には弱くなります。ホルダー形状や、ホルダーの強度アップが出来ないですか？
ホルダーが使えない、もしくは効果が薄い場合は、絞りダイそのものの強度に依存することになります。

YXR3であれば、焼入硬さ60HRCくらいにはなっているかと思います。高硬度の金型材は、常温では引張ひずみ変形には極めて僅かしか耐えられないので、予熱を行い、割れを防止しますが、これは当然やられていますよね。

肉厚を増したことで寿命が向上したのであれば、強度的な問題で割れが入っていると断定してもいいかと思います。
ホルダーはダイの強度を肉厚を大きくするより効果的に高めます。ホルダーによって加えられる圧縮応力によって、加工時に加わる引張応力を打ち消します。

コーナー部分は、応力集中によって、高い引張応力を受けます。
破壊限度に近い引張応力を繰り返し、受けることで疲労破壊的に割れが進行している可能性があります。

上面に近い部分は、ホルダーの補強も弱くなるので、ホルダーを使っていても、割れの起点になりがちです。
金型の構造が許すなら、ホルダーを上面より高くして、ダイを抱え込む範囲を大きくしたり、超硬のホルダーの絞め代にまだ余裕があるのであれば、より強く絞めることも効果があるかもしれません。

ダイのひずみ量を測定して限度を調査したいとのことですが、実型だと難しい様な気がしますね。

予熱というのは、金型を温めることですね。専用のヒータも市販されています。

鋼には、低温脆性、脆性-延性遷移温度というのがあって、温度の低いとことでの脆さあるものが、数十度～百度くらいを超えたとこで、粘さが出てくるという特性があります。

金型で加工していると加工熱で自然に温まってきますが、割れが問題になる金型では、初期の金型が冷えている状態での大割れの危険を避けるために予熱を行います。

割れのポテンシャルは、低温脆性だけじゃないので、それだけで割れ対策になるわけではないですが、特に大割れが起きる金型ではやっておいた方がいいですね。

ホルダーは、焼き嵌めでの絞め代分だけ圧縮応力が加えられるのであって、直接的には、ホルダーの硬さとは関係ないですね。
どこまでの応力に耐えられるかは、硬さが効いてきますので、絞め代の調整と合わせれば、効果はあります。
ただ、ホルダーの強度限界を超えると、ホルダー自身が破断してしまいますから、ぎりぎりの応力まで掛けようとすれば、更に二重、三重のホルダーで補強する必要があったりするかもしれません。

恐らくYXR3は、ホルダーを使った方が良いでしょうが、隙間が開く様な絞まっていないホルダーでは、何の意味もありません。
絞め代は取ってやる必要があるでしょう。

ミスミのプレス金型講座の中にヒントはありませんか？
一例を下記しておきます。