所謂預(yù)硬鋼就是供應(yīng)時(shí)已預(yù)先進(jìn)行了熱處理，并使之達(dá)到模具使用態(tài)硬度。這類鋼的特點(diǎn)是在硬度30~40HRC的狀態(tài)下可以直接進(jìn)行成形車削、鉆孔、銑削、雕刻、精銼等加工，精加工后可直接交付使用，這就完全避免了熱處理變形的影響，從而保證了模具的制造精度。我國近年研制的預(yù)硬化型塑料模具鋼，大多數(shù)是以中碳鋼為基礎(chǔ)，加入適量的鉻、錳、鎳、鉬、釩等合金元素制成。為了解決在較高硬度下切削加工難度大的問題，通過向鋼中加入硫、鈣、鉛、硒等元素，以改善可加工性能，從而制得易切削預(yù)硬化鋼。有些預(yù)硬化鋼可以在模具加工成型后進(jìn)行滲氮處理，在不降低

1、時(shí)效硬化鋼的熱處理工藝分兩步基本工序。首先進(jìn)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(jìn)行時(shí)效處理，利用時(shí)效強(qiáng)化達(dá)到最后要求的力學(xué)性能。2、固溶處理加熱一般在鹽浴爐、箱式爐中進(jìn)行，加熱時(shí)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(shí)能準(zhǔn)確控制終鍛溫度，鍛造后可直接進(jìn)行固溶淬火。3、時(shí)效處理最好在真空爐中進(jìn)行，若在箱式爐中進(jìn)行，為防模膛表面氧化，爐內(nèi)需通入保護(hù)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(shù)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(jiǎn)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(fù)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(tài)須有高的塑性和低的變形抗力，因此，對(duì)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(jìn)行滲碳和淬回火處理，表面硬度可達(dá)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(nèi)常采用工業(yè)純鐵（如DT1和DT2）、20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A鋼，以及國內(nèi)最新研制的冷成型專用鋼IJJ。(1) LJ鋼1)化學(xué)成分。表4-10是LJ鋼的化學(xué)成分。表1 &n

為了提高塑料模表面耐磨性和耐蝕性，常對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼?)塑料模鍍鉻是一種應(yīng)用最多的表面處理方法，鍍鉻層在大氣中具有強(qiáng)烈的鈍化能力，能長(zhǎng)久保持金屬光澤，在多種酸性介質(zhì)中均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鍍層硬度達(dá)1000HV，因而具有優(yōu)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(shí)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(dá)1000~1200HV）等優(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)主要有以下三個(gè)：1、形狀比較復(fù)雜的模具，在粗加工以后即進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行精加工，才能保證熱處理時(shí)變形最小，對(duì)于精密模具，變形量應(yīng)小于0. 05%。2、塑料模型腔表面要求十分嚴(yán)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(yīng)在保護(hù)氣氛爐中或在嚴(yán)格脫氧后的鹽浴爐中加熱，若采用普通箱式電阻爐加熱，應(yīng)在模膛面上涂保護(hù)劑，同時(shí)要控制加熱速度，冷卻時(shí)應(yīng)選擇比較緩和的冷卻介質(zhì)，控制冷卻速度，以避免在淬火過程中產(chǎn)生變形、開裂而報(bào)廢。一般以熱浴淬火為佳，也可采用預(yù)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(jié)構(gòu)零件及尺寸小，形狀簡(jiǎn)單，一般要求的成型零件。熱處理工藝：①760~780℃水淬，180~200℃回火?？估瓘?qiáng)度為2050~2100MPa，硬度為60~63HRC，耐磨性一般，可加工性優(yōu)，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?qiáng)度為2150～2250MPa，硬度為62～64HRC。  T10鋼熱處理工藝：①770~790℃水淬，180~200℃

1、預(yù)硬鋼是以預(yù)硬態(tài)供貨的，一般不需熱處理，但有時(shí)需進(jìn)行改鍛，改鍛后的模坯必須進(jìn)行熱處理。2、預(yù)硬鋼的預(yù)備熱處理通常采用球化退火，目的是消除鍛造應(yīng)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(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝簡(jiǎn)單，多數(shù)采用調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)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(shí)可采用油冷、空冷或硝鹽分級(jí)淬火。表4-8所示為部分預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝。表1  部分預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝

2Cr13鋼，馬氏體鋼，調(diào)質(zhì)后具有較高強(qiáng)度、韌性和耐蝕性，耐磨性優(yōu)，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(diào)質(zhì)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?qiáng)度為900~ 750MPa，伸長(zhǎng)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(dāng)工作溫度超過700℃時(shí)，一般模具鋼的強(qiáng)度急劇下降，為此，國外發(fā)展了一些新型的熱作模具材料。對(duì)于700~800℃的模具，發(fā)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(qiáng)度可大于600MPa。但該類鋼導(dǎo)熱性較差，熱膨脹系數(shù)大，熱疲勞性能差。7Mn15Cr2A13V2WMo鋼是我國研制的無磁鋼，應(yīng)用較多，經(jīng)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(shí)效后的硬度可以達(dá)到47HRC左右，可用于高溫?zé)嶙髂＞?/p>

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(wěn)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(yīng)大截面鍛錘和鍛造壓力機(jī)的要求，需要較高淬透性和耐回火性的鍛模鋼，各國均開發(fā)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(fā)的HD14 (5CrNiMoV)，高周波鋼業(yè)公司開發(fā)的KTVN (5CrNi3MoV)等。西方國家常用的是55NiCrMoV

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

鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以碳化物為硬質(zhì)相，以鋼為粘結(jié)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(jié)劑，碳化物粉末的比例比一般硬質(zhì)合金少得多，大約為30%，因此其熱硬性、耐磨性比一般硬質(zhì)合金差，但比高速鋼好，而韌性比一般硬質(zhì)合金強(qiáng)，可進(jìn)行冷熱加工及熱處理。鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)退火后，可進(jìn)行切削加工，經(jīng)淬火、回火后，具有相當(dāng)于硬質(zhì)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(jìn)行焊接和鍛造。鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)球化退火后供應(yīng)。常用的鋼結(jié)硬質(zhì)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(yù)備熱處理→機(jī)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(diǎn)：(1)鍛造工藝熱擠壓模用鋼多為高合金鋼，所以模坯需經(jīng)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(shí)間的控制，以避免嚴(yán)重脫碳導(dǎo)致模具早期失效。(2)預(yù)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(shí)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(shù)量的碳化物，由于碳化物的形狀對(duì)

最終熱處理應(yīng)根據(jù)模具和被鍛零件的形狀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及模具所要求的硬度、韌性等，選擇下述常規(guī)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(qiáng)塑性配合，以提高模具的使用壽命。(1)常規(guī)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(qiáng)度較高，故鍛模需具有較高的耐磨性，硬度應(yīng)在40~44HRC范圍內(nèi)。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(shí)的應(yīng)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(jī)械加工→穩(wěn)定化處理→精加工成形→淬火及回火→鉗工修配→發(fā)藍(lán)處理。形狀復(fù)雜、精度要求高的壓鑄模：鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→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(diǎn)1)壓鑄模型腔比較復(fù)雜，在粗加工和半精加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。為了減小淬火變形，在粗加工之后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火，其工藝為650～680℃

為了預(yù)防和消除精密模具零部件在長(zhǎng)期使用中尺寸、形狀發(fā)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(shí)間5~20h，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱為時(shí)效。進(jìn)行時(shí)效處理，可以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼的組織和尺寸，改善力學(xué)性能等。若采用將工件加熱到較高溫度，并較短時(shí)間進(jìn)行時(shí)效處理的工藝，稱為人工時(shí)效處理，若將工件放置在室溫或自然條件下長(zhǎng)時(shí)間存放而發(fā)生的時(shí)效現(xiàn)象，稱為自然時(shí)效處理。馬氏體時(shí)效鋼淬火時(shí)會(huì)發(fā)生組織轉(zhuǎn)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(jīng)過淬火處理的工件加熱到臨界相變點(diǎn)Ac1以下的適當(dāng)溫度保持一定時(shí)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(nèi)應(yīng)力。2)通過適當(dāng)回火的配合來調(diào)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(xué)性能。3)穩(wěn)定工件尺寸。4)對(duì)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(dāng)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(nèi)應(yīng)力和脆

淬火就是將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間后，在一定介質(zhì)中快速冷卻的熱處理工藝。在淬火時(shí)，最常用的冷卻介質(zhì)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(chǎn)生淬不硬的軟點(diǎn)，但卻易使工件變形嚴(yán)重，甚至發(fā)生開裂。而用油作淬火介質(zhì)只適用于過冷奧氏體的穩(wěn)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(yīng)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(diǎn)

正火就是將鋼加熱到一定溫度以上，保持一定時(shí)間后在空氣中冷卻的熱處理工藝。通常在正火時(shí)將鋼件加熱到臨界相變點(diǎn)Ac3（或Accm）以上30～50℃，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)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(diǎn)Ac3以上100~150℃的正火則被稱為高溫正火。對(duì)于中、低碳鋼的鑄、鍛件正火的主要目的是細(xì)化組織。與退火相比，正火后珠光體片層較細(xì)，鐵素體晶粒也比較細(xì)小，因而強(qiáng)度和硬度較高。低碳鋼由于退火后硬度太低，在切削加工時(shí)發(fā)生粘刀現(xiàn)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(jié)構(gòu)鋼可用正火代替調(diào)質(zhì)，簡(jiǎn)化