热作模具热处理实例分享

典型举例1：3Cr2W8V钢制大力钳热锻模的淬火不回火处理。

3Cr2W8V钢模具通常在500～650℃的回火脆性区间回火，因而回火越充分，韧性越低，在服役初期往往出现脆性开裂。

实验证明，3Cr2W8V钢淬火态的断裂韧度比回火态的高一倍；淬火态或低于400℃回火后的冲击韧度高于500～650℃回火的冲击韧度。因此，未经回火的模具或较低温度回火的模具反而不易出现早期脆性断裂。例如，用ϕ160mm的3Cr2W8V钢改锻成的尺寸规格为110mm×110mm×160mm的大力钳热锻模具，经球化退火和按1150℃加热，吹风冷却，580℃回火三次的常规工艺处理后，硬度为45～47HRC，在摩擦压力机上用于压制ϕ20mm的45钢钳口时，易出现早期脆性断裂。改用1150℃加热，吹风冷却，不回火的工艺处理后，模具硬度为44～45HRC，平均使用寿命可达1万次以上，最终以磨损报废。

应当注意，未经回火的3Cr2W8V钢的抗磨损性和耐热疲劳性远低于回过火的。所以，对磨损性能和耐热疲劳性要求高的热锻模，必须进行回火。

典型举例2：4Cr5MoSiV1钢制汽车凸轮轴锻模的热处理。

某载重汽车发动机凸轮轴锻模，尺寸规格为950mm×200mm×160mm，模具型槽的尺寸公差和表面粗糙度等有较高要求，热处理后的硬度为37～41HRC。该锻模在40kN机械锻压机上使用，锻件材料为45钢，锻造温度为1220～1240℃。

凸轮轴锻模的加工工艺路线为：毛坯→机械加工→热处理→仿形铣削加工→加工型槽→修模→检验。

用5CrNiMo钢制的凸轮轴锻模的平均使用寿命一般为8000件左右，其主要失效形式是磨损。改用4Cr5MoSiV1钢制造后，锻模的平均寿命提高到1.1万件，磨损的热疲劳情况比5CrNiMo钢模具有显著改善。锻模的热处理工艺如图3-5所示。模块在大型高温箱式电阻炉中加热，在油中淬火，冷至150～200℃时出油。4Cr5MoSiV1钢制模具在型槽较深时，使用中应特别注意锻前预热，以防止模具早期脆断。(www.xing528.com)

图3-5 4Cr5MoSiV1钢制凸轮轴锻模的热处理工艺

综合实例：表3-31给出了热作模具选材、强化处理与使用寿命的实例，以供参考。

表3-31 热作模具的选材、强化处理与使用寿命的关系

（续）