熱加工模具是中國(guó)模具行業(yè)中使用的大類(lèi)型的模具之一，具有廣泛的要求和特別苛刻的性能要求。由于暴露于熱金屬或液態(tài)金屬，除了高單位壓力和沖擊載荷外，周期性的溫度變化也很?chē)?yán)重。因此，模具鋼必須具有高的熱塑性變形性，高韌性，高抗熱疲勞性和優(yōu)異的耐熱性。熱加工模具鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為0.3％-0.6％，加入合金元素如Cr，Mo，W，Si，Mn和V以改善鋼的各種性能。根據(jù)工作條件，熱作模具鋼可分為三類(lèi)：熱錘鍛模鋼，熱擠壓，劣化和精鍛模具鋼，壓鑄模具鋼。

　　熱加工模具鋼通常以退火狀態(tài)供應(yīng)，但由于它們經(jīng)過(guò)鍛造過(guò)程，因此在鍛造之后需要退火以去除加工應(yīng)力，細(xì)化晶粒，降低硬度并促進(jìn)切割。

　1.熱錘鍛造模具退火工藝

　　用于熱錘鍛造模具的鋼主要包括5CrMnMo，5CrNiMo，5Cr2NiMoV，5CrNiW鋼等。這種鋼通常在鍛造后經(jīng)歷完全退火或等溫退火。

　2.熱擠壓模具和壓鑄模具的退火工藝

　　熱擠壓模具在鍛造后需要良好的球形退火以改善鍛造結(jié)構(gòu)，去除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，并準(zhǔn)備組織用于終熱處理。

　　對(duì)于3Cr2W8V，5Cr4W5Mo2V和其他鋼，您也可以使用快速球化退火工藝。該工藝包括兩級(jí)加熱油清澈（溫度可以是溫度清熱溫度），二次加熱（850-870°C）和爐冷卻。其工藝特點(diǎn)是兩次加熱不需要保溫和等溫時(shí)間，只需要均勻的溫度，爐冷的冷卻速度可在很寬的范圍內(nèi)變化，但對(duì)結(jié)構(gòu)的硬度和退火幾乎沒(méi)有影響。快速球化退火后，結(jié)構(gòu)均勻，可避免鏈狀碳化物的產(chǎn)生。另外，熱擠壓模具可用于獲得均勻的圓形和細(xì)小的碳化物分布。

　　淬火和回火作為預(yù)熱。

　　對(duì)于中碳高合金，大截面熱擠壓模具鋼，由于傾向于沿晶界鏈碳化物出現(xiàn)，必須在球化退火之前對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和去除。為了使熱擠壓模具鋼具有優(yōu)異的耐磨性，韌性和小的熱處理變形的趨勢(shì)，應(yīng)該特別注意退火后的碳化物的形狀，尺寸和分布狀態(tài)。

　　目前使用的壓鑄金屬可大致分為五類(lèi)：鋅合金，鋁合金，鎂合金，銅合金和黑色金屬。壓鑄模具鋼的選擇首先取決于鑄件的溫度和澆注金屬的類(lèi)型。

　　一般結(jié)構(gòu)鋼壓鑄鋅合金的模具壽命可達(dá)20萬(wàn)至40萬(wàn)次，優(yōu) 質(zhì)模具鋼的模具壽命可達(dá)100萬(wàn)次以上。壓鑄鋁合金和鎂合金的模具目前選自3Cr2W8V，H13和4Cr5MoSiVl鋼。銅合金與黑色金屬的熔點(diǎn)比如果更高，則壓鑄溫度高于950℃并且模具表面的接觸溫度也高于650℃。因此，鍛件的工作條件相對(duì)較苛刻。

　　通常，鋼模難以滿足制造要求，并且必須使用難熔金屬基合金，例如鉬基合金或鎢基合金。

　　壓鑄模具用鋼與熱擠壓模具用鋼基本相同，退火工藝可參考熱擠壓模具的退火工藝。

　3.退火質(zhì)量控制

　　熱作模具鋼在退火過(guò)程中應(yīng)緩慢加熱，退火質(zhì)量主要取決于加熱和冷卻。熱加工模具鋼含有較多的合金元素，因此退火溫度較高，在鍛造后完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，這對(duì)于不平衡結(jié)構(gòu)是有利的。但是，加熱溫度不宜過(guò)高，如果加熱溫度過(guò)高，則合金中溶解的奧氏體的含量增加，退火后的硬度不適合切削。另外，如果過(guò)熱溫度過(guò)高，則奧氏體粒子粗大，淬火裂紋的傾向變高。

　　加熱和保養(yǎng)后，應(yīng)緩慢冷卻。冷卻后，除了催化前階段之外，均勻的奧氏體將轉(zhuǎn)化為珍珠巖。轉(zhuǎn)變溫度與冷卻速度有關(guān)，冷卻速度太快會(huì)降低奧氏體的轉(zhuǎn)變溫度，轉(zhuǎn)化珠光體的間距良好，原生質(zhì)體的數(shù)量減少，硬度提高。特別是對(duì)于具有高合金和合金含量的鋼，由于奧氏體的穩(wěn)定性增加，奧氏體很容易分解成貝氏體，基質(zhì)，甚至馬氏體等微觀結(jié)構(gòu)。鋼硬化，不僅使切割過(guò)程變得困難，而且冷卻過(guò)程中的結(jié)構(gòu)應(yīng)力也會(huì)導(dǎo)致模具破裂。因此，在退火過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制加熱和冷卻。