合金模具钢(冷作、热作、塑料模具钢)的热处理对模具性能的影响

    合金模具钢热处理后的性能决定了模具的工作条件与使用寿命，从某种程度上讲反映了模具行业整体热处理水平与制造水平，从模具的分类特点，了解模具的热处理工艺性能与特点，对于模具的制造与维修、保养，延长其使用寿命，具有十分重要的作用。无锡瀚超提供原材料-机加工-热处理的“一站式”服务。
    目前，我国常用的冷作模具钢仍是低合金钢(CrWMn)和高碳高铬工具钢(Cr12、Cr12MoV)等。CrWMn钢有适当的淬透性和耐磨性，但在热加工和热处理时仍存在一些问题。高碳、高铬工具钢虽然有较高的硬度和较高的耐磨性，但其碳化物偏析较严重，导致变形的方向性和强韧性的降低，如果碳化物偏析过于严重，易造成模具热处理后断裂。为了改善这类钢的强韧性，除了在工艺上进行改进外，我国又开发了一些新型的冷作模具钢，具体可分为低合金冷作模具钢(9Mn2V、9CrWMn、9SiCr、GD钢、火焰淬火钢CH-1等)、中合金冷作模具钢(Cr5Mo1V、Cr4W2MoV等)和高合金冷作模具钢(Cr12MoV、Cr12Mo1V1)等，除此以外还有几种新型冷作模具钢,如：LD(7Cr7Mo2V2Si)、GM(9Cr6W3Mo2V2)、ER5(Cr8MoWV3Si)、65Nb(6Cr4W3Mo2VNb)等，广泛应用于冷挤压模具钢、冷镦模具钢、冷拉深模具钢、冷冲压模具钢等。无锡瀚超一直致力于国产新型模具钢的推广应用，专业销售基体钢、无磁模具钢、国产新型模具钢等。
    我国通用型热作模具钢原来主要有以下三类：低合金热作模具钢有5CrNiMo、5CrMnMo钢；中合金热作模具钢有4Cr2MoVNi、4Cr3Mo3SiV(Hl0)、4Cr5MoSiVl(H13)、CH75(4Cr3Mo2VSi)钢；高合金热作模具钢有3Cr2W8V钢等。5CrMnMo钢主要用于制造大、中型锻模，其淬透性不高，力学性能不能满足大截面锻模的要求。3Cr2W8V钢广泛用于制造钢铁材料和非铁金属热挤压模及Cu、Al合金的压铸模，这种钢的热稳定性高，使用温度达650℃，缺点是钨系热作模具钢导热性低，冷热疲劳性差，使用寿命不高。
    我国在20世纪80年代初引进了国外通用的铬系热作模具钢 H13(4Cr5MoSiV1)钢，H13钢有良好的冷热疲劳性，在使用温度不超过600℃时可代替3Cr2W8V钢，模具使用寿命有大幅度的提高，因此H13钢迅速得到推广使用，产量超过了3Cr2W8V钢。压力加工的新工艺、新设备，对模具钢在强韧性和热稳定性方面提出了更高的要求，目前我国研制了不少新型热作模具钢,如：HD(4Cr3Mo2NiVNb)、HM1(3Cr3Mo3W2V)、HM3(3Cr3Mo3VNb)、012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)、Y4(4Cr3Mo2MnVNbB)、Yl0(4Cr5Mo2MnVSi)、GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢等，广泛应用于热锻模具钢、压铸模具钢、热挤压模具钢等。
    合金模具钢的热处理是保证模具性能的重要工艺过程，对模具的性能有以下直接的影响：
⑴、对模具制造精度的影响：
热处理后的组织转变不均匀、不彻底及热处理形成的残余应力过大等，会造成模具在热处理后的加工、装配和使用过程中的变形，从而降低模具的精度，甚至报废。
⑵、对模具强度的影响：
热处理工艺制订不当、热处理操作不规范或热处理设备状态不完好等，都会造成被处理模具强度（硬度）达不到设计要求。
⑶、对模具工作寿命的影响：
热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等，会导致模具主要性能，如韧性、冷热疲劳性能、抗磨损性能等下降，影响模具的工作寿命。
⑷、对模具制造成本的影响：
作为模具制造过程的中间环节或最终工序，热处理造成的开裂、变形超差及性能超差等情况，大多会使模具报废，即使通过修补可继续使用，也会增加工时，延长交货期，从而提高模具的制造成本。
    热处理技术与模具质量有十分密切的关联性。20世纪80年代以来，国际模具热处理技术发展较快的领域是真空热处理技术、模具的表面处理技术和合金模具钢的预硬化技术。

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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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