熱作模具鋼熱處理工藝看懂這五點即可入門

1、熱作模具鋼不耐用的原因有哪些？

答：熱作模具包括熱鍛模、壓鑄模和熱擠壓模，由于工作期間承受高溫金屬而被加熱，所以需要在高溫下，仍然保持較高的強度和耐磨性。

在通常的熱處理技術標準中，往往只是寫明硬度要求，而沒有明確提出其他性能指標，其他性能指標只是隱含在熱作模具的前提中，這些指標在實際生產過程中的實現，需要對工藝過程進行控制。

在熱處理過程中由于加熱溫度和保溫時間不充分，模具鋼中的合金元素沒有充分奧氏體，淬火回火組織就會出現回火不足現象，抗高溫強度就不夠，紅硬性差，使用中模具龜裂、早期開裂，變形等缺陷。

目前外加工協作的熱處理以硬度為標準來熱處理熱作模具的現象十分普遍。必須通過控制生產過程，使工件保溫充分，熱處理工藝以滿足紅硬性為標準，不能僅僅認為達到硬度要求就是合格模具。

2、熱模具服役期間要做那些熱處理？

答：熱作模具鋼模具在服役期間做維護處理的工藝用：

1)壓鑄模具在使用一段時間以后，在補充軟氮化；

2)壓鑄模在使用一段后要進行低于回火溫度的去應力處理；

3)鍛模在使用一段時間進行去應力處理。

3、合金模具鋼加熱速度需要控制嗎？

答：在熱處理淬火加熱過程升溫速度是一個十分重要的參數，通常應該采用緩慢的加熱方式，升溫速度小于120℃/h，比較理想，可以減少工件在加熱過程中變形，對淬火開裂也起到一定的預防作用。

在現實生產中采用分段升溫的方法來達到控制升溫速度，實現緩慢加熱的效果。分段原則是在加熱相變Ac1之前預熱段和相變Ac1之后的預熱段。在＜550℃低溫階段是鋼的彈性階段，大于這個溫度以后是塑性階段，在加熱相變Ac1之前預熱段是保證工件在Ac1相變是均勻一致，減少相變引起體積變化，碳鋼的預熱通常在450～550℃，高合金鋼可以再550～650℃、820～850℃兩個階段預熱。預熱系數根據加熱爐型和裝爐量確定，無論何種狀態，預熱時間必須比最終奧氏體化時間長。

對于鹽浴爐加熱的工件必須預熱，對于箱式電阻爐加熱的工件控制升溫速度，高于150℃/h升溫速度是不合理的。

4、模具鋼采用調質預處理的主要作用是什么？

答：模具毛坯的調質處理的目的是，為了獲得硬度為18O～320HB的細球化體或超細晶粒碳化物。目前，國內已推出不少新鋼種，并不斷提高現有鋼種的冶金質量來滿足工模具的需要。同樣在熱處理方法上作了不少改進，除最終熱處理不斷采用新設備(真空熱處理)、新工藝、新技術外，還對傳統的預先熱處理作了很大的變動，并引起業內人士的廣泛關注。如冷作、熱作模具原普遍采用的球化退火或等溫球化退火，現有些已改用調質或超細化處理。合理的調質工藝，可獲得良好的原始組織，以改善淬火工藝性能并提高淬火后的強韌性。

1）調質處理的主要作用

⑴獲得分布均勻、顆粒細小、形狀圓整的碳化物。

⑵可有效地克服粗大珠光體、二次碳化物網或輕微帶狀偏析，以及大截面模塊心部的鑄態組織。

⑶可充分消除加工后的殘余應力，減少淬火變形。

⑷可作為預硬化處理。

2）調質處理的典型用途

⑴改進表面加工質量

如碳工鋼或低合金工具鋼退火后硬度過低，加工后表面光潔度太差，可補充調質成硬度為183～229HB的細球化體組織，能顯著改善表面加工質量。對40Cr、45等中碳鋼，調質到260～300HB時，精加工后能獲得高的光潔度。

⑵防止淬火開裂

用于冷態輾軋、校直的成型軋輥，大多采用9Cr2或Cr2鋼制作，一般采用噴水淬火或用氫氧化鈉水溶液浸淬，由于形狀復雜，易于淬裂，例如在精加工前，調質為硬度197～229HB的細球化體既能保證良好的淬透性，又可以有效地降低淬裂傾內。

⑶保證淬硬性

φ30mmCr2鋼軋輥，鹽浴加熱淬火后的硬度與毛坯的預處理工藝有關。退火毛坯的淬火硬度為65～66.5HRC，平均66HRC；調質（毛坯850℃淬油，660～680回火，229HB）的淬火硬度為66～67HRC，平均66.8HRC，且硬度高而均勻，未發生淬裂。

⑷用于預硬化模塊的強化處理

鋁合金壓鑄模采用滲氮表面強化時，均應采用調質工藝進行預強化處理。塑料模具、沖壓有色金屬薄板或箔料的凹模，也可采用調質預強化。調質后再進行精加工。

5、常用模具鋼調質預處理工藝規范是什么?

答：常用模具鋼調質預處理典型工藝規范如下表：