深度解析热作模具钢高温淬火及低温淬火处理工艺

(1)高温淬火工艺：合金模具钢中含有较多的高熔点合金元素如钨、钼、铬、钒等，这些元素与碳结合而生成高熔点的合金碳化物。只有当奥氏体化温度相当高时才能使合金碳化物固溶于钢的基体中，提高基体钢的合金化程度，从而提高钢的淬透性、淬硬性、高温强度及热稳定性。热作模具在高温条件下工作，要求模具具有高强度、高韧性、商耐磨、高热稳定性和高的冷热疲劳抗力等性能。因此，要求制定出最佳热处理工艺，以获得强韧性的最佳配合，即所谓综合力学性能。预处理和各种新的终热处理工艺，均应经过研试后再作为正式工艺。

例如对3Cr2W8V钢，将常规淬火温度1050℃提高到1150℃甚至1200℃，则模具寿命大大提高。此高温淬火工艺在汽车变速箱主轴齿轮胎膜、M16螺母热冲压模具、黄铜盂形件热冲压凸模、轴承环热挤压凹模、40Cr销轴热锻模具、气门阀热镦模具等都得到很好应用，模具寿命比常规热处理工艺均有成倍提高。

    当模具高温奥氏体化停留时间较长，可导致晶粒长大，因而降低钢的冲击韧度。但实际工作中，热挤压模具、压力机模等受冲击载荷并不大、高温奥氏体化虽使模具冲击韧度略有下降，但并不会导致早期断裂，而且在高温加热时，由于高温强度和热疲劳抗力增加，又使疲劳裂纹不易萌生及扩展，这样会使模具不易开裂。此外，在热处理工艺方面也采取了不少弥补措施如：高温快速加热淬火、高温淬火加高温回火工艺等，可使模具综合性能提高。

表1-3是应用高温淬火工艺提高3Cr2W8V钢模具寿命的实例

表1-3 高温淬火、高温回火工艺在模具上的应用效果

    (2)低温淬火：低温淬火可以阻止晶粒长大，控制基体含碳量，使淬火后获得板条状马

氏体并能减小模具变形，对使用中容易发生崩刃、掉块、开裂的冷作模具，如高速钢，Cr12MoV、CrWMn等钢均适用。如W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)钢制冷镦模具，采用1160℃的低温淬火、300℃低温回火，提高了强度、韧性和塑性，能很好解决模具折断问题。Cr12钢制衡器刀承冷冲模，如采用常规热处理工艺，则模具寿命为0.3～0.5万件；当采用930～950℃淬火，320～360℃同火的低温淬火、低温回火工艺，硬度为52～56HRC时，刀承冷冲模具寿命可达0.7～1万件。

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资料来源：无锡市瀚超特殊钢有限公司合金模具钢营业部

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