1、時效硬化鋼的熱處理工藝分兩步基本工序。首先進行固溶處理，即把鋼加熱到高溫，使各種合金元素溶入奧氏體中，完成奧氏體后淬火獲得馬氏體組織。第二步進行時效處理，利用時效強化達到最后要求的力學性能。2、固溶處理加熱一般在鹽浴爐、箱式爐中進行，加熱時間分別可?。?min/mm、2~2.5min/mm，淬火采用油冷，淬透性好的鋼種也可空冷。如果鍛造模坯時能準確控制終鍛溫度，鍛造后可直接進行固溶淬火。3、時效處理最好在真空爐中進行，若在箱式爐中進行，為防模膛表面氧化，爐內需通入保護氣氛，或者用氧化鋁粉、石墨粉、鑄鐵屑，在裝箱

常用的淬硬型塑料模具鋼有：碳素工具鋼（如T7A、T8A）、低合金冷作模具鋼（如9SiCr、9Mn2V、CrWMn、GCr15、CH-1鋼）、Cr12型鋼（如Cr12MoV鋼）、高速鋼（如W6Mo5Cr4V2鋼）、基體鋼和某些熱作模具鋼等。這些鋼的最終熱處理一般是淬火和低溫回火（少數采用中溫回火或高溫回火），熱處理后的硬度通常在45~50HRC以上。碳素工具鋼僅適用于制造尺寸不大，受力較小，形狀簡單以及變形要求不高的塑料模；低合金冷作模具鋼主要用于制造尺寸較大、形狀較復雜和精度較高的塑料模；Cr12型鋼適用于制造要求

滲碳型塑料模具用鋼主要用于冷擠壓成型的塑料模。為了便于冷擠壓成型，這類鋼在退火態須有高的塑性和低的變形抗力，因此，對這類鋼要求有低的或超低的含碳量，為了提高模具的耐磨性，這類鋼在冷擠壓成型后一般都進行滲碳和淬回火處理，表面硬度可達58~62HRC。此類鋼國外有專用鋼種，如瑞典的8416、美國的P2和P4等。國內常采用工業純鐵（如DT1和DT2）、20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A鋼，以及國內最新研制的冷成型專用鋼IJJ。(1) LJ鋼1)化學成分。表4-10是LJ鋼的化學成分。表1 &n

為了提高塑料模表面耐磨性和耐蝕性，常對其進行適當的表面處理。1)塑料模鍍鉻是一種應用最多的表面處理方法，鍍鉻層在大氣中具有強烈的鈍化能力，能長久保持金屬光澤，在多種酸性介質中均不發生化學反應。鍍層硬度達1000HV，因而具有優良的耐磨性。鍍鉻層還具有較高的耐熱性，在空氣中加熱到500℃時其外觀和硬度仍無明顯變化。2)滲氮具有處理溫度低（一般為550~570℃），模具變形甚微和滲層硬度高（可達1000~1200HV）等優點，因而也非常適合塑料模的表面處理。含有鉻、鉬、鋁、釩和鈦等合金元素的鋼種比碳鋼有更好的滲氮性能，

淬硬鋼塑料模的熱處理特點主要有以下三個：1、形狀比較復雜的模具，在粗加工以后即進行熱處理，然后進行精加工，才能保證熱處理時變形最小，對于精密模具，變形量應小于0. 05%。2、塑料模型腔表面要求十分嚴格，因此在淬火加熱過程中要確保型腔表面不氧化、不脫碳、不侵蝕、不過熱等。應在保護氣氛爐中或在嚴格脫氧后的鹽浴爐中加熱，若采用普通箱式電阻爐加熱，應在模膛面上涂保護劑，同時要控制加熱速度，冷卻時應選擇比較緩和的冷卻介質，控制冷卻速度，以避免在淬火過程中產生變形、開裂而報廢。一般以熱浴淬火為佳，也可采用預冷淬火的方式。3、

T8鋼可淬性高，但淬透性差，淬火變形較大，耐磨性良好，可加工性良好，耐熱性差。用于制造要求耐磨性高的結構零件及尺寸小，形狀簡單，一般要求的成型零件。熱處理工藝：①760~780℃水淬，180~200℃回火。抗拉強度為2050~2100MPa，硬度為60~63HRC，耐磨性一般，可加工性優，淬透性差，淬火不變形性差，耐熱性差；②790~810℃堿浴淬火，180~200℃回火?？估瓘姸葹?150～2250MPa，硬度為62～64HRC。  T10鋼熱處理工藝：①770~790℃水淬，180~200℃

1、預硬鋼是以預硬態供貨的，一般不需熱處理，但有時需進行改鍛，改鍛后的模坯必須進行熱處理。2、預硬鋼的預備熱處理通常采用球化退火，目的是消除鍛造應力，獲得均勻的球狀珠光體組織，降低硬度，提高塑性，改善模坯的可加工性能或冷擠壓成型性能。3、預硬鋼的預硬處理工藝簡單，多數采用調質處理，調質后獲得回火索氏體組織。高溫回火的溫度范圍很寬能夠滿足模具的各種工作硬度要求。由于這類鋼淬透性良好，淬火時可采用油冷、空冷或硝鹽分級淬火。表4-8所示為部分預硬鋼的預硬處理工藝。表1  部分預硬鋼的預硬處理工藝

2Cr13鋼，馬氏體鋼，調質后具有較高強度、韌性和耐蝕性，耐磨性優，可加工性良好，淬透性良好，淬火不變形性良好，耐熱性一般。調質并氮化后獲得高耐磨性和耐蝕性。熱處理工藝：①1010~1030℃油淬，650~ 700℃回火?？估瓘姸葹?00~ 750MPa，伸長率為>14%，沖擊韌度為75(kg·m/mm²)，硬度為230~375HBW，耐磨性差，可加工性良好，淬透性良好，淬火不變形性良好，耐熱性一般，耐蝕性良好；②1010~1030℃油淬，650~ 700℃回火，再氮化。硬度為800~

當工作溫度超過700℃時，一般模具鋼的強度急劇下降，為此，國外發展了一些新型的熱作模具材料。對于700~800℃的模具，發展了CrMn系和NiCrMn系高溫模具鋼，如日立金屬的5Mn15Cr10V2，大同特殊鋼的8Mo2V2鋼等，在800℃下抗拉強度可大于600MPa。但該類鋼導熱性較差，熱膨脹系數大，熱疲勞性能差。7Mn15Cr2A13V2WMo鋼是我國研制的無磁鋼，應用較多，經高溫固溶處理后的組織為奧氏體和少量的碳化物，固溶處理后硬度為20~22HRC左右，時效后的硬度可以達到47HRC左右，可用于高溫熱作模具

高淬透性鍛模用鋼一般為中、碳低合金鋼。5CrMnMo、5CrNiMn是通用型的熱鍛模用鋼，由于合金元素含量較低，淬透性較差，熱穩定性也不高，并且鋼中不含V元素，晶粒容易粗大，模具的使用壽命低。為了適應大截面鍛錘和鍛造壓力機的要求，需要較高淬透性和耐回火性的鍛模鋼，各國均開發了新鋼種，如俄羅斯的4XM2φЧ、5X2MHV，UDDEHGLMToughteM鋼，日本大同特殊鋼的GF78，三菱制鋼開發的HD14 (5CrNiMoV)，高周波鋼業公司開發的KTVN (5CrNi3MoV)等。西方國家常用的是55NiCrMoV

(1)鋼結硬質合金的熱加工  鋼結硬質合金具有可鍛性，經過鍛造成形，可提高合金的密度、改善硬質相的分布、減少碳化物偏析，并使材料成形。鋼結硬質合金的可鍛性，取決于硬質相和鋼基體的比例和鋼基體的可塑性。中低合金鋼鋼結硬質合金具有良好的可鍛性，鍛前要對原材料進行檢驗，去除有孔洞、鼓泡、裂紋、分層、欠燒、嚴重滲碳、合金流散等粉末冶金生產中常見缺陷的坯料。由于鋼結硬質合金導熱性比較差，加熱應緩慢、均勻，預熱要充分，要防止氧化、脫碳。始鍛溫度可以適當提高，以增加模坯的塑性。始鍛溫度一般在1150～1200

鋼結硬質合金是以碳化物為硬質相，以鋼為粘結相，用粉末冶金方法制成。這種合金用鐵及其他合金元素粉末或高速鋼粉末代替鈷粉作粘結劑，碳化物粉末的比例比一般硬質合金少得多，大約為30%，因此其熱硬性、耐磨性比一般硬質合金差，但比高速鋼好，而韌性比一般硬質合金強，可進行冷熱加工及熱處理。鋼結硬質合金經退火后，可進行切削加工，經淬火、回火后，具有相當于硬質合金的高硬度和耐磨性和一定的耐熱、耐蝕及抗氧化性，也可進行焊接和鍛造。鋼結硬質合金經球化退火后供應。常用的鋼結硬質合金有GT35、TLW50、TLMW50、GW50和DT等。

熱擠壓模具的制造工藝路線一般為：下料→鍛造→預備熱處理→機械加工→淬、回火→精加工。下面小編就來分析各熱加工工序的工藝特點：(1)鍛造工藝熱擠壓模用鋼多為高合金鋼，所以模坯需經良好的鍛造，尤其是含鉬的熱作模具鋼，要注意鍛造加熱溫度和保溫時間的控制，以避免嚴重脫碳導致模具早期失效。(2)預備熱處理1)退火。熱擠壓模具的退火工藝主要在于選擇退火溫度，保證充分的保溫時間，并以合適的冷卻速度冷卻。另外，為了確保良好的耐磨性，在淬火后需保留一定數量的碳化物，由于碳化物的形狀對

最終熱處理應根據模具和被鍛零件的形狀、結構、材質以及模具所要求的硬度、韌性等，選擇下述常規淬火、等溫淬火和高溫淬火三種熱處理工藝方法，再采用相同的回火工藝，獲得不同的強塑性配合，以提高模具的使用壽命。(1)常規淬火工藝淬火與回火：1)小型鍛模：由于小型模鍛件冷卻比較快，強度較高，故鍛模需具有較高的耐磨性，硬度應在40~44HRC范圍內。2)中型鍛模：中型鍛模加工較大的鍛件，允許有較低的硬度36～41HRC。3)大型鍛模：大型鍛模由于鍛模尺寸很大，淬火時的應力和變形比較大，需要有較高的韌性，硬度以在35～38HRC范

(1)壓鑄模制造工藝路線一般壓鑄模：鍛造→退火→機械加工→穩定化處理→精加工成形→淬火及回火→鉗工修配→發藍處理。形狀復雜、精度要求高的壓鑄模：鍛造→退火→粗加工→調質→精加工成形→鉗工修配→氮化（或軟氮化）→研磨拋光。(2)壓鑄模的熱處理特點1)壓鑄模型腔比較復雜，在粗加工和半精加工時會產生較大的內應力。為了減小淬火變形，在粗加工之后應進行去應力退火，其工藝為650～680℃

為了預防和消除精密模具零部件在長期使用中尺寸、形狀發生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150~250℃）、精加工前，把工件重新加熱到溫度100~150℃，保持時間5~20h，這種為穩定精密制件質量的處理，稱為時效。進行時效處理，可以消除殘余應力，穩定鋼的組織和尺寸，改善力學性能等。若采用將工件加熱到較高溫度，并較短時間進行時效處理的工藝，稱為人工時效處理，若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發生的時效現象，稱為自然時效處理。馬氏體時效鋼淬火時會發生組織轉變，形成馬氏體。馬氏體就是一種過飽和固溶體。這種鋼也可

回火是將經過淬火處理的工件加熱到臨界相變點Ac1以下的適當溫度保持一定時間，隨后用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝。其目的包括：1)降低脆性，消除或減少內應力。2)通過適當回火的配合來調整硬度，減小脆性，得到所需要的韌性、塑性，獲得工件所要求的力學性能。3)穩定工件尺寸。4)對于退火難以軟化的某些合金鋼，在淬火（或正火）后常采用高溫回火，使鋼中碳化物適當聚集，將硬度降低，以利切削加工。1．低溫回火(150~250℃)低溫回火的目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火內應力和脆

淬火就是將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時間后，在一定介質中快速冷卻的熱處理工藝。在淬火時，最常用的冷卻介質是鹽水、水和油。鹽水淬火的工件，容易得到高的硬度和光潔的表面，不容易產生淬不硬的軟點，但卻易使工件變形嚴重，甚至發生開裂。而用油作淬火介質只適用于過冷奧氏體的穩定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。(1)淬火的目的  是為了提高工件的硬度和耐磨性。主要應用于模具中的凸模、凹模、凸凹模、以及其他需要硬度高而且耐磨的零件。(2)淬火的方法  是把工件加熱到其臨界相變點

正火就是將鋼加熱到一定溫度以上，保持一定時間后在空氣中冷卻的熱處理工藝。通常在正火時將鋼件加熱到臨界相變點Ac3（或Accm）以上30～50℃，保溫適當的時間后，然后在靜止的空氣中冷卻。如把鋼件加熱到臨界相變點Ac3以上100~150℃的正火則被稱為高溫正火。對于中、低碳鋼的鑄、鍛件正火的主要目的是細化組織。與退火相比，正火后珠光體片層較細，鐵素體晶粒也比較細小，因而強度和硬度較高。低碳鋼由于退火后硬度太低，在切削加工時發生粘刀現象，可加工性差，通過正火提高硬度，可改善可加工性，某些中碳結構鋼可用正火代替調質，簡化

均勻化退火是為了減少金屬鑄錠、鑄件或鍛坯的化學成分的偏析和組織的不均勻性，將其加熱到高溫，長時間保溫，然后進行緩慢冷卻，以化學成分和組織均勻化為目的的退火工藝。均勻化退火的加熱溫度一般為臨界相變點Ac2+(150~200℃)，即1050~1150℃，保溫時間一般為10～15h，以保證擴散充分進行，達到消除或減少成分或組織不均勻的目的。由于擴散退火的加熱溫度高，時間長，晶粒粗大，為此，擴散退火后再進行完全退火或正火，使組織重新細化。 再結晶退火是將經冷形變后的金屬加熱到再結晶溫度以上，保持適當時間，使形變晶