(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

均勻化退火是為了減少金屬鑄錠、鑄件或鍛坯的化學(xué)成分的偏析和組織的不均勻性，將其加熱到高溫，長(zhǎng)時(shí)間保溫，然后進(jìn)行緩慢冷卻，以化學(xué)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(diǎn)Ac2+(150~200℃)，即1050~1150℃，保溫時(shí)間一般為10～15h，以保證擴(kuò)散充分進(jìn)行，達(dá)到消除或減少成分或組織不均勻的目的。由于擴(kuò)散退火的加熱溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，晶粒粗大，為此，擴(kuò)散退火后再進(jìn)行完全退火或正火，使組織重新細(xì)化。 再結(jié)晶退火是將經(jīng)冷形變后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上，保持適當(dāng)時(shí)間，使形變晶

模具球化退火最常用的兩種工藝是普通球化退火和等溫球化退火。普通球化退火是將鋼加熱到臨界相變點(diǎn)AC1以上20～30℃，保溫適當(dāng)時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻，冷到500℃左右出爐空冷。等溫球化退火是與普通球化退火工藝同樣的加熱保溫后，隨爐冷卻到略低于臨界相變點(diǎn)Ar1的溫度進(jìn)行等溫，等溫時(shí)間為其加熱保溫時(shí)間的1.5倍。等溫后隨爐冷至500℃左右出爐空冷。和普通球化退火相比，等溫球化退火不僅可縮短周期，而且可使球化組織均勻，并能嚴(yán)格地控制退火后的硬度。球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼。其主要目的在于降低硬度，改善可加工性

等溫退火是將鋼件或毛坯件加熱到高于臨界相變點(diǎn)AC3（或AC1）溫度，保持適當(dāng)時(shí)間后，較快地冷卻到珠光體溫度區(qū)間的某一溫度并等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w型組織，然后在空氣中冷卻的退火工藝。等溫退火工藝應(yīng)用于中碳合金鋼和低合金鋼，其目的是細(xì)化組織和降低硬度。亞共析鋼加熱溫度為臨界相變點(diǎn)AC3+(30~50)℃，過共析鋼加熱溫度為臨界相變點(diǎn)AC3+(20~40)℃，保持一定時(shí)間，隨爐冷至稍低于臨界相變點(diǎn)Ar3溫度進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變，然后出爐空冷。等溫退火組織與硬度比完全退火更為均勻。

將亞共析鋼加熱至臨界相變點(diǎn)AC3以上20~30℃，保溫足夠時(shí)間奧氏體化后，隨爐緩慢冷卻，從而得到接近平衡的組織，這種熱處理工藝稱為完全退火。所謂“完全”是指退火時(shí)鋼的內(nèi)部組織全部進(jìn)行了重結(jié)晶。通過完全退火來細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，便于切削加工，并為加工后零件的淬火做好組織準(zhǔn)備。完全退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄、鍛件及熱軋型材，有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。一般作為一些不重要工件的最終熱處理，或作為某些工件的預(yù)備熱處理。不完全退火是將鐵碳合金加熱到臨界相變點(diǎn)Ac1~Ac

模具的常規(guī)熱處理就是將鋼在固態(tài)下施以不同的加熱、保溫和冷卻，以改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，獲得所需性能的一種加工工藝。在常規(guī)熱處理工藝中，鋼加熱的目的主要是獲得奧氏體組織，因此習(xí)慣上把鋼從室溫組織加熱到奧氏體狀態(tài)的過程稱為鋼的奧氏體化。其最基本的類型根據(jù)加熱和冷卻方法不同，包括有退火、正火、淬火、回火、時(shí)效等。將鋼材加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間后，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500℃以下在空氣中冷卻的熱處理工藝稱為退火。退火的目的：1)降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工。2)細(xì)化晶粒，消除因鑄、

去應(yīng)力退火又稱低溫退火，這種退火主要用來消除鑄件、鍛件、焊接件、熱軋件、冷拉件等的殘余應(yīng)力。如果這些應(yīng)力不予消除，將會(huì)引起鋼件在一定時(shí)間以后，或在隨后的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。去應(yīng)力退火的加熱溫度低于相變溫度A1，因此，在整個(gè)熱處理過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。內(nèi)應(yīng)力主要是通過工件在保溫和緩冷過程中消除的。為了使工件內(nèi)應(yīng)力消除得更徹底，在加熱時(shí)應(yīng)控制加熱溫度。一般是低溫進(jìn)爐，然后以100℃/h左右的加熱速度加熱到規(guī)定溫度。焊接件的加熱溫度應(yīng)略高于600℃。保溫時(shí)間視情況而定，通常為2～4h。鑄件去應(yīng)力退火的保溫時(shí)間取

滲鉻具有優(yōu)良的耐磨性、抗高溫氧化性和耐磨損性能。適用于碳鋼、合金鋼和鎳基或鈷基合金工件。模具零件的滲鉻是在硼砂為主的鹽浴坩堝爐中進(jìn)行的。鹽浴滲鉻滲劑配比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：10%~12% Cr2O3粉+3%~5% Al粉+85%～90% Na2B4O7。滲鉻處理工藝為：溫度950℃，時(shí)間4～6h。滲鉻工序?yàn)椋喊压ぜ臌}浴中，取出直接淬火、回火后，再清理表面。用于制作冷作模具的45、65 Mn、Cr12MoV、W18Cr4V鋼等，于(980±10)℃滲鉻6h后，由(Cr，F(xiàn)e) 23 C6及(Cr，F(xiàn)e)7

滲鉻是通過加熱擴(kuò)散將鉻元素滲入工件表面而形成無孔隙鉻合金層的一種化學(xué)熱處理方法。相對(duì)于電鍍層和熱噴涂層來說，滲鉻層有許多優(yōu)點(diǎn)：它比一般電鍍層厚、無孔、與機(jī)體結(jié)合牢固，比熱噴涂層光潔、致密，更重要的是它可以在形狀復(fù)雜的工件上得到均勻的滲層，而這點(diǎn)恰恰是電鍍層和熱噴涂層難以達(dá)到的。針對(duì)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.3%的中、高碳鋼或合金鋼，滲鉻時(shí)鉻與鋼中的碳形成碳化物型滲鉻層，其硬度可高達(dá)1200～1800HV，可提高模具的耐磨性、耐蝕性、抗氧化性和冷熱疲勞抗力，適用于既要求耐磨又要求耐腐蝕的場(chǎng)合，以提高模具使用壽命。

將工件置于能產(chǎn)生活性硼的介質(zhì)中，經(jīng)過加熱、保溫，使硼原子滲入工件表面形成硼化物層的過程稱為滲硼。滲硼是繼滲碳、氮之后發(fā)展起來的一項(xiàng)提高表面耐磨性的有效方法。金屬零件滲硼后，表面形成的硼化物( FeB、Fe2B、TiB2、ZrB2、VB2、CrB2)及碳化硼等硬度極高(1300~2000HV)的化合物，熱穩(wěn)定好。其耐磨性、耐蝕性、耐熱性均比滲碳和滲氮高，可廣泛用于模具表面強(qiáng)化，尤其適合在磨粒磨損條件下的模具。根據(jù)采用介質(zhì)的不同，滲硼分為固體法、液體法和氣體法。但由于氣體滲硼采用乙硼烷或三氯化硼氣體，前者不穩(wěn)定易爆炸，

在真空（低壓）碳氮共滲的滲劑（碳?xì)浠衔?氨氣）中沒有含氧介質(zhì)，金屬表面的化學(xué)反應(yīng)是在100~3000Pa的真空狀態(tài)下單向的分解反應(yīng)，在碳氮共滲過程中，一旦停止氣源供應(yīng)，表層的C繼續(xù)向金屬內(nèi)部擴(kuò)散，呈現(xiàn)非平衡態(tài)；而N則從金屬表面溢出，呈現(xiàn)平衡態(tài)，或者說此時(shí)已滲入金屬的N同時(shí)向金屬內(nèi)部和表面兩個(gè)方向擴(kuò)散，這些特點(diǎn)對(duì)工藝有重要影響。真空碳氮共滲除保留氣體碳氮共滲特點(diǎn)外，滲劑氣體中無含氧介質(zhì)，滲層組織中可以杜絕晶界氧化層，共滲壓力低，使用的滲劑氣體量少，廢氣排放量也大幅度減少。典型舉例：乙炔真空滲碳的應(yīng)用，使真空滲碳生產(chǎn)

氮碳共滲工藝是在液體滲氮基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。早期氮碳共滲是在含氮化物的鹽浴中進(jìn)行的。由于處理溫度低，一般為500~600℃，過程以滲氮為主，滲碳為輔，所以又稱為軟氮化。氮碳共滲工藝的優(yōu)點(diǎn)：1)氮碳共滲層硬度高，碳鋼氮碳共滲處理后滲層硬度可達(dá)570~680HV，模具鋼、高速鋼、滲氮鋼共滲后硬度可達(dá)850～1200HV；滲層脆性低，有優(yōu)良的耐磨性、耐疲勞性、抗咬合性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性。2)工藝溫度低，且可不淬火，工件變形小。3)處理時(shí)間短，經(jīng)濟(jì)性好。4)設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝易掌握。存在的問題是：滲層淺，承受重載荷零件不宜采用。