热作模具钢及热处理
8407模具钢热处理工艺
8407模具钢热处理工艺
8407模具钢是一种高合金工具钢，常用于制作模具和冷压模。
热处理工艺可以提高8407模具钢的硬度和耐磨性。
一般情况下，8407模具钢的热处理工艺包括回火和淬火两个
步骤。
1. 淬火：将预热至780-820摄氏度的8407模具钢迅速放入
300-500摄氏度的油中或盐中进行淬火。
淬火可以提高钢材的
硬度和强度。
2. 回火：将淬火后的钢材加热至150-250摄氏度温度区间并保
温一段时间，然后冷却至室温。
回火可以减轻淬火时产生的内部应力，同时提高钢材的韧性和耐冲击性。
需要注意的是，具体的热处理工艺参数如预热温度、淬火温度和回火温度等，还会受到具体工件形状和尺寸的影响，因此在实际操作中需要根据具体情况进行调整。
此外，热处理后还需要对钢材进行适当的表面处理，如抛光、修整等，以确保工件的精度和表面质量。
4Cr5MoSiV1热作模具钢的真空气冷热处理
3.1.5 淬火、回火后的金相组织 试样淬火后经3次回火,达到铝合金压铸模工作硬度,一般为(42～48)HR C。
3种温度淬火回火后的金相组织见图2～4。
3.1.6 室温力学性能 见表2。
表2 W302钢试样淬火后经3次回火的硬度值和冲击功淬火温度/℃102010401070测试项目HRC A K/J HRC A K/J HRC A K/J测 试数 值46.546.545.521.220.518.345.047.046.017.519.017.046.046.546.011.07.57.8平均值46.220.046.017.846.28.7 综合分析以上试验结果,认为1040℃淬火可获得适宜的金相组织和良好的冲击功。
对于复杂的较薄工件,为减少变形,可采用1020℃加热淬火工艺。
1070℃加热淬火,所获奥氏体晶界明显,晶粒粗大,回火马氏体较粗,冲击功较低,是加热温度偏高所致,不宜采用。
3.2 分级淬火试验3.2.1 工艺参数的选择 两个试样都是1020℃加热保温,分别2×105P a和4×105Pa压力淬火,分级温度是370℃。
3.2.2 淬火、回火后的金相组织 试样淬火后经3次回火,金相组织见图5、6。
以2×105Pa分级淬火时出现上贝氏体组织。
上贝氏体的冲击韧度较差,抵抗裂纹扩展能力较低,且抗热疲劳性能较差,使压铸模的使用性能变差,故不宜采用。
4 生产应用情况我厂以生产大、中型复杂的汽车、摩托车铝合金压铸模为主,如汽车离合器和变速箱外壳,摩托车发动机左、右箱体、箱盖等,所用压铸机锁模力在(600～1250)t之间。
这些模具,如采用常规热处理,质量很难得到保证,容易出现热处理缺陷,造成前功尽弃,成本增加,采用真空高压气冷热处理,则能较好地解决这个难题。
我厂大、中型复杂压铸模具的真空高压气冷热处理工艺已比较成熟和稳定,现已处理了100多套压铸模具。
处理结果质量稳定,硬度达到技术要求,表面光亮,变形较小,无开裂现象。
热作模具钢热处理及其硬度值
表热作模具用钢交货状态的硬度值和试样的淬火（回火）硬度值序号统一数字代号牌号退火交货状态的钢材硬度HBW试样淬火硬度淬火温度℃冷却剂洛氏硬度HRC6-1T223455CrMnMo197～241820～850油b 6-2T225055CrNiMo197～241830～860油b 6-3T235044CrNi4Mo≤285840～870油或空气b 6-4T235144Cr2NiMoV≤220910～960油b 6-5T235155CrNi2MoV≤255850～880油b 6-6T235355Cr2NiMoVSi≤255960～1010油b 6-7T422088Cr3207～255850～880油b 6-8T232744Cr5W2VSi≤2291030～1050油或空气b 6-9T232733Cr2W8V≤2551075～1125油b6-10T233524Cr5MoSiV a≤229790℃±15℃预热，1010℃（盐浴）或1020℃（炉控气氛）1020℃±6℃加热，保温5min～15min油冷，550℃±6℃回火两次回火，每次2hb6-11T233534Cr5MoSiV1a≤229790℃±15℃预热，1000℃（盐浴）或1010℃（炉控气氛）±6℃加热，保温5min～15min油冷，550℃±6℃回火两次回火，每次2hb6-12T233544Cr3Mo3SiV a≤229790℃±15℃预热，1010℃（盐浴）或1020℃（炉控气氛）1020℃±℃6加热，保温5min～15min油冷，550℃±6℃回火两次回火，每次2hb6-13T233555Cr4Mo3SiMnVAl≤2551090～1120空气b 6-14T233644CrMnSiMoV≤255870～930油b 6-15T233755Cr5WMoSi≤248990～1020油b 6-16T233244Cr5MoWVSi≤2351000～1030油或空气b 6-17T233233Cr3Mo3W2V≤2551060～1130油b 6-18T233255Cr4W5Mo2V≤2691100～1150油b 6-19T233144Cr5Mo2V≤2291000～1030油b 6-20T233133Cr3Mo3V≤2291010～1050油b 6-21T233144Cr5Mo3V≤2291000～1030油或空气b 6-22T233933Cr3Mo3VCo3≤2291000～1050油b 注：保温时间指试样达到加热温度后保持的时间。
高导热高热强热作模具钢的热处理效果与性能变化分析
高导热高热强热作模具钢的热处理效果与性能变化分析【引言】热作模具钢是目前广泛应用于工业领域的重要材料之一。
高导热高热强的性能要求使得热作模具钢的热处理效果对其性能变化产生了重要影响。
本文将深入探讨高导热高热强热作模具钢的热处理技术，以及热处理对其性能的影响，旨在提供指导这类钢材使用与优化的依据。
【热处理技术】热处理是通过控制材料的加热与冷却过程，改变材料的结构与性能的一种制造工艺。
对于高导热高热强热作模具钢而言，常用的热处理技术主要包括退火、正火与淬火。
退火是将高导热高热强热作模具钢加热到适当的温度，然后进行适当的冷却过程，以达到松弛内部应力、改善钢材的塑性与可加工性的效果。
适当的退火处理能够提高材料的导热性能，降低钢材的硬度，提高其可切削性能。
正火是将高导热高热强热作模具钢加热到高温，然后进行适当的冷却过程，以增加材料的硬度和强度，并提高其耐磨性和耐蚀性。
正火处理能够使得钢材内部的共析物均匀分布，提高钢材的整体性能。
淬火是通过将高导热高热强热作模具钢加热到临界温度，然后迅速冷却，以获得高硬度和强度的效果。
淬火处理能够使得钢材的组织变为马氏体，提高了钢材的硬度和耐磨性，但也容易导致脆性增加。
因此，在淬火过程中需要进一步经过回火处理，以降低脆性、提高韧性和可靠性，并综合优化材料的性能。
【热处理对性能的影响】热处理对高导热高热强热作模具钢的性能具有重要影响，主要体现在以下几个方面。
首先，热处理可以改变钢材的组织结构。
通过退火、正火和淬火等热处理工艺，高导热高热强热作模具钢的晶格结构和相组成会发生变化。
这些变化直接影响钢材的硬度、强度和韧性等力学性能。
适当的热处理工艺可以提高钢材的力学性能，同时减少材料的内部应力和缺陷。
其次，热处理还能提高高导热高热强热作模具钢的导热性能。
导热性能是指钢材导热能力的大小，对于制造模具而言，良好的热传导性能能够有效地提高模具的作业效率和耐久性。
通过适当的热处理工艺，可以改善钢材的晶界连续性和晶粒的排列，从而提高热导率。
热作模具钢的热处理工艺流程
热作模具钢的热处理工艺流程
一、前处理
在进行热处理之前，首先需要对热作模具钢进行清洗和预处理。
这包括去除表面的油污、锈迹和其他杂质，以确保热处理的均匀性和模具的寿命。
二、加热
将预处理后的模具放入加热炉中，加热至所需温度。
加热过程中，需要注意控制加热速度和温度，以避免模具出现裂纹或变形。
三、保温
在加热后，将模具在炉中保温一段时间，以确保模具充分吸收热量。
保温时间的长短取决于模具的材质和厚度，以及所需的热处理效果。
四、淬火
在保温结束后，将模具迅速冷却至室温，完成淬火过程。
淬火是热处理的关键步骤，可以改变模具的硬度和耐磨性。
根据模具的材质和用途，可以选择不同的淬火方式，如油淬、水淬等。
五、回火
淬火后，将模具再次加热至一定温度，并进行回火处理。
回火可以消除淬火过程中产生的内应力，提高模具的韧性和耐久性。
回火温度和时间的选择取决于模具的材质和用途。
六、冷却
回火结束后，将模具自然冷却至室温。
在冷却过程中，需要注意控制冷却速度，以避免模具出现裂纹或变形。
七、后处理
冷却后，对模具进行后处理，包括打磨、抛光等，以去除表面的氧化皮和其他杂质，提高模具的表面质量和精度。
以上是热作模具钢的热处理工艺流程。
通过合理的热处理工艺，可以提高模具的硬度和耐磨性，增强模具的韧性和耐久性，从而延长模具的使用寿命和提高生产效率。
热作模具钢热处理
热作模具钢热处理
热作模具钢的热处理主要包括预热处理、球化退火、淬火和回火等步骤。
1. 预热处理：为了使工件在加热过程中均匀地膨胀和收缩，减少开裂，通常需要将工件预热至700～800℃。
2. 球化退火：通过将工件加热至略高于钢的AC1点，使其完全奥氏体化，然后以缓慢冷却速度（通常是随炉冷却）冷却，可使其组织转变成均匀的球状珠光体，以消除加工应力、提高模具韧性及抗蚀性，适用于以减小零件变形及改善切削加工性能为主要目的退火工艺。
3. 淬火：目的是为了使热作模具钢的钢的显微组织转变为马氏体，并得到高硬度的马氏体组织。
淬火温度通常选择在钢的AC3或略高于AC3的某一温度。
然后将模具缓慢冷却至200℃左右出炉，可使模具表面上的残余奥氏体转变为马氏体，从而提高其硬度及耐磨性。
4. 回火：回火是将淬火后的模具加热到低于AC1的温度，以消除或减少淬火引起的内应力，并使钢的组织趋于稳定。
根据需要，可以选择不同的回火温度和时间。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅专业书籍或咨询专业人士。
热加工模具的材料选择及热处理
热加工模具的材料选择及热处理随着社会的发展，科学的发展，热加工用模也有了很迅速的发展。
本毕业设计从理论与实践的角度对热加工模模具进行阐述，针对热加工模用料及热处理进行分析，从以下几方面进行论述：热加工类模具用钢的材料分析热加工模是工业产品生产中不可缺少的工艺方法之一。
它主要用于制造业和加工业。
它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。
热加工模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模、凹模），导向零件（导柱、导套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料机构，抽芯机构，推料机构，检测与安全机构等。
为提高模具的质量，性能，精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（又称模具组合），多由标准零、部件组成。
所以，模具应属于标准化程度较高的产品。
一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%~45%。
一、热加工用模模具的功能和作用现代产品生产中，热加工模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。
现代工业产品的零件，广泛采用冲击、成型锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或胚料成形加工成符合产品要求的零件，或成分精加工前的半成品件。
如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品胚件的。
高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成形模具，可成形加工几十万，甚至几千万产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件（E型片、电机定转子片）上亿件，称这类模具为大批量生产用模具。
适用于多品种、少批量或产品试制的模具有：组合冲模、快换冲模、叠层冲模或成型冲模，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。
8566模具钢热处理工艺
8566模具钢热处理工艺模具钢是指用于制造模具的钢种，其中8566模具钢是一种常见的模具钢种。
热处理是模具制造过程中不可或缺的一环，它直接影响模具的硬度、耐磨性、抗拉强度等性能。
本文将介绍8566模具钢热处理的工艺流程和注意事项。
一、工艺流程1.淬火淬火是将加热至适当温度的8566模具钢迅速浸入水中或油中，使其迅速冷却，以改善其硬度和耐磨性。
淬火温度一般为840-880℃，淬火介质根据要求可选择水或油。
淬火后的8566模具钢应迅速进行回火处理。
2.回火回火是将淬火后的8566模具钢加热至一定温度，然后冷却至室温，以消除淬火时产生的应力，提高其塑性和韧性。
回火温度一般为200-400℃，回火时间根据要求可选择1-2小时。
回火后的8566模具钢应进行表面处理。
3.表面处理表面处理是将回火后的8566模具钢进行打磨、抛光等处理，以提高其表面光洁度和使用寿命。
表面处理应根据模具的使用要求进行选择。
二、注意事项1.合理控制加热温度8566模具钢加热温度过高易造成晶粒长大，影响其力学性能。
加热温度过低又会导致淬火后的硬度不足。
因此，在热处理过程中应合理控制加热温度，以达到最佳的力学性能。
2.淬火介质的选择水的淬火速度快，能使8566模具钢的硬度和耐磨性得到提高，但易产生内应力，导致变形和裂纹。
油的淬火速度慢，能使8566模具钢的硬度和耐磨性得到提高，并且能减少内应力，但淬火效果不如水快。
因此，在选择淬火介质时应根据具体情况进行选择。
3.回火温度和时间的选择回火温度和时间的选择直接影响8566模具钢的塑性和韧性。
过高的回火温度会导致硬度下降，而过低的回火温度又会使应力得不到完全消除。
因此，在选择回火温度和时间时应根据具体情况进行选择。
4.表面处理的选择表面处理直接影响8566模具钢的使用寿命和表面光洁度。
不同的表面处理方法适用于不同的模具。
例如，电火花加工适用于高精度模具，而冷却水淬火适用于大型模具。
因此，在选择表面处理方法时应根据具体情况进行选择。
热处理工艺设计
1 5CrNiMo热作模具钢热处理工艺概述模具是机械、冶金、电子、轻工、国防等部门的重要工艺设备，是保证高效率生产、高产品质量和降低生产成本的重要手段。
随着工业技术的迅速发展，各部门都广泛的采用新的高精度、高效率的模具成型工艺代替传统的切削加工工艺。
目前，机械工业大约70%的零件采用模具成型。
模具根据工作条件可分为冷作模具和热做模具。
热作模具在工作时，承受着巨大的冲击力、压应力、张应力、弯曲应力，模具型腔与高温（有时可达1150~1200℃）金属接触后，本身温度可达300~400℃，局部高达500~600℃。
还经受着空气、油、水等的反复冷却。
在时冷时热的苛刻条件下工作的模具，其型腔表面极易产生热疲劳裂纹。
由此，对热模具钢提出了第一个基本使用性能要求．即具有高的热疲劳抗力。
一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素之一是钢的导热性。
钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲劳倾向性。
一般认为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。
在生产中通常采用中碳钢（C0.5%～0.6%）含碳量过低．会导致钢的硬度和强度下降，也是不利的。
另外一个因素是钢的临界点影响。
通常钢的临界点越高，钢的热疲劳倾向性越低。
因此．一般通过加入合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。
从而提高钢的热疲劳抗力。
此外，炽热金属在模具型腔中变形所产生的强烈摩擦、容易因磨损而降低精度。
为此，对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。
由此便可以找到热模具钢合金化的第二种途径，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高钢的回火稳定性。
根据热作模具钢的工作条件，失效形式及性能要求，本设计选择的模具钢材料为5CrNiMo钢；在设计退火--淬火加高温回火热处理工艺中，本设计借鉴了《热处理工程师手册》，《钢的热处理》等。
根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的5CrNiMo钢满足热作模具钢的质量要求。
1.2709模具钢热处理工艺
1.2709模具钢热处理工艺
要确定1.2709模具钢的热处理工艺，需要考虑以下几个方面：
1.2709模具钢是一种冷作模具钢，常用于制造塑料模具和冲压模具。
其热处理工艺通常包括以下步骤：
1. 前处理：将钢材进行预热处理，以消除内部应力，并提高材料的可加工性。
通常在1100-1200°C加热1-2小时，然后冷却到大约800°C。
2. 固溶处理（淬火）：将材料加热到1050-1100°C，并保持一段时间，使其彻底固溶。
然后迅速冷却到室温，以形成马氏体组织。
3. 时效处理：在淬火后，将材料加热到适当的温度（通常在500-600°C），并保持一段时间。
这样可以使固溶状态下的奥氏体转变为更加稳定的组织，改善材料的硬度和强度。
需要注意的是，具体的热处理工艺参数可能会因材料供应商、模具设计要求等因素而有所不同。
因此，在进行热处理之前，最好咨询钢材供应商或专业的热处理工程师，以获得准确的热处理工艺建议。
热作模具钢概述
热作模具钢概述一、损伤形式热加工的目的是通过升高加工对象的温度来提高应变能，使其容易变形。
即热加工是利用高温时呈现熔融状态或软化状态，以及低温时又表现为高强度或高硬度状态的金属晶体结构的变化，也就是利用相变特性进行加工的方法。
这些用于热加工的模具材料称为热作模具材料或简称为热作模具钢。
热加工可大致分为压铸、热锻及热挤压，其相应损伤形式如图4-16所示。
压铸时，由于模具表面与铝或镁等金属液反复接触，即经过反复受热和冷却而产生热龟裂，而且还会以此为起点造成开裂。
作为压铸对象的金属熔液发生的熔蚀是压铸模所特有的损伤形式。
图4-16 热作模具的损伤形式热锻模在使用时，加工对象的加热温度高达1200℃左右，因此除了热龟裂之外，高温磨损也比较严重。
另外，多用于铝制品成形的热挤压模，其主要损伤形式是由于与成形坯料接触而产生的滑动磨损和变形。
1.热龟裂（Heat Checking）热龟裂是热作模具表面经反复加热和冷却所导致的热疲劳现象之一，是产生于热作模具表面的龟甲状裂纹，如图4-17所示。
热龟裂的形成机理如图4-18所示。
当金属熔液接触模具时，模具表面部分受热膨胀，同时因来自模具内部的束缚而形成压缩应力。
当该压缩应力超过高温屈服强度时便发生塑性变形，变形部分冷却后则产生拉伸应力。
这仅是一个循环周期，经过反复加热、冷却，便会产生疲劳现象，最终导致龟裂发生。
一个循环周期当中的作用力可以表示为图4-17 热龟裂实例式中σ——作用力；E——弹性模量；α——热膨胀系数；ΔT——温度梯度；μ——泊松比。
图4-18 热龟裂的形成机理（概念图）由于热作模具钢的弹性模量及热膨胀系数几乎相同，因此应通过缩小温度梯度或提高热强度（屈服应力）使其不易产生屈服来减小塑性变形。
此外，由于材料的显微偏析（组织不均匀）助长了初期裂纹的发展，所以无偏析的均质材料较为理想。
有关热作模具钢的热龟裂性还有一些共同研究结果，也欢迎参考[19]。
2.开裂（Crack）引起开裂的原因有多种，比如由热龟裂为起点扩展所致，在冲击载荷作用下因应力集中引起的开裂，由交变应力造成的疲劳等。
热作模具材料及热处理热作模具材料及热处理
热作模具材料及热处理热作模具材料及热处理●热作模具主要用于高温条件下的金属成形，使加热的金属或金属获得所需要的形状。
●按用途可分为热锻模、热镦模、热挤压模、压铸模和高速成形模具等。
●通常在反复受热和冷却的条件下工作，变形加.上的时间越长，受热就越严重。
模具面温升常达300—700°C之间，要求有较高的热强性、热疲劳性和韧性，常选用中碳(wc=0.3%一0.6%)合金钢来制作。
第一节热作模具材料的主要性能要求●工作特点:热作模具是在机械载荷和温度均发生循环变化情况下工作的。
●热作模具材料分类:按照工作温度和失效形式不同，可将热作模具材料分为低耐热高韧性钢(350一370°C)、中耐热韧性钢(550—600°C)、高耐热钢(600—650°C)等。
有特殊要求的热作模具也可以采用奥氏体型耐热钢、高温合金或硬质合金，甚至是难熔合金来制造。
热作模具材料的使用性能要求●评价热作模具钢的性能指标:室温和高温使用条件下的硬度!强度!韧度等。
●热作模具材料使用时一般有七个方面的性能要求。
(1)硬度热作模具钢的硬度为40—52HRC。
通常模具钢的硬度取决于马氏体中的碳含量、钢的奥氏体化温度和保温时间。
应该指出的是:钢的最佳淬火温度要通过该钢的“淬火温度一晶粒度一硬度”关系曲线来选择。
马氏体中的二次硬化则与钢的合金化程度有关系，随着回火温度的升高，马氏体中的碳含量虽然降低，但如果特殊碳化物呈弥散析出并促使残余奥氏体转变成马氏体，则模具钢的高温硬度将会提高。
(2)强度强度是模具整个截面或某个部位在服役时抵抗静载断裂的抗力。
在压缩条件下工作的模具，可测试其抗压强度。
用拉伸试验测定一定温度下的抗拉强度σb,和屈服点σs,一般模具不允许发生永久的塑性变形，所以要求具有高的屈服强度。
而当模具钢的塑性较差时，一般不用抗拉强度而用抗弯强度σbb作为力学指标，抗弯试验产生的应力状态与许多模具工作表面所处的应力状态极其相似，能精确地反映构料的成分和组织对性能的影响。
模具钢的选材及热处理工艺
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度最高，但是回火韧性最差，所以应避免在500℃附近回火。 （2）回火保温时间系数为3 min/mm，并且不能少于2h。 （3）两次回火，第二次回火比第一次回火温度低20℃。
铬系热作模具钢淬火后有一些残余奥氏体，一次回火后残余奥氏 体分解，其转变产物韧性差，比较脆，容易造成模具开裂，必须两次 回火。 （4）4Cr5MoSiV1钢在630 ℃高温回火后得到回火索氏体+回火托氏体。
4Cr5MoSiV1 3Cr2W8V 4CrMnSiMoV 5Cr4W5Mo2V
4Cr5MoSiV1 3Cr2W8V 3Cr3Mo3W2V
4Cr5MoSiV1 4Cr3Mo3SiV
3、压铸模具用钢的选用
压铸模具在服役条件下不断承受高速、高压喷射、金属的冲 刷腐蚀和加热作用，从总体上看，压铸模具用钢的使用性能要求 与热挤压模具用钢相近，即以要求耐磨性、高的回火稳定性与抗 热疲劳性为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤压模具用钢 相同。
热作模具在热处理时，尤其在淬火过程中，要产生体积、形状变化， 为保证模具质量，要求模具钢的热处理变形小，各方向变化相近似，且组 织稳定。它主要取决于热处理工艺和钢的冶金质量等。 （4）脱碳敏感性
热作模具如果在无保护气氛下加热，其表面会发生氧化、脱碳现象， 就会使其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低。因此，要求模具钢的 氧化、脱碳敏感性好。对于某些氧化、脱碳敏感性强的热作模具钢，可采 用特种热处理，如真空热处理、可控气氛热处理等。
Zn合金压铸模具：4Cr5MoSiV，4Cr5W2VSi钢等； Al和Mg合金压铸模具：4Cr5MoSiV1，3Cr3Mo3W2V钢等； Cu合金压铸模具：3Cr3Mo3W2V，3Cr2W8V钢。
热作模具钢5CRMNMO钢常见的热处理工艺有哪些？
热作模具钢5CRMNMO加热810~830℃，保温3H，炉冷至550℃以下出炉空冷
197~241HBS
Acl710℃，Ac3760℃，加热温度在Ac3线之上，获得珠光体+块状铁元素组织
去应力退火
加热720~740℃，保温3H，炉冷至550℃以下出炉空冷
197~241HBS
消除残余应力，消除加工硬化
淬火
加热820~850℃，保温3H，150~180℃，出油，大，中件模具立即回火，小件模具空冷
52~58HRS
热作模具钢5CRMNMO加热时Cr，Mn，Si元素和Mo元素溶入奥氏体中，提高淬火透性，改善回火稳定性
加热880~900℃，保温，油冷至150~180℃，出，立即回火。420~550℃回火2H，2次回火硬度38~47Hbc
燕ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部分
小型锻模，加热600~640℃，保温2h，油冷。二次回火中型锻模；加热620~640℃，保温2h，油冷。二次回火。
35~39HRC34~37HRC
下贝氏体等温淬火
加热840~860℃，160~180℃硝盐溶分级，再转入280~300℃硝盐等温2h
48~54HRC
Ms220℃。减低高温阶段的热应力合低温阶段的相应力，减小变形开裂
热作模具钢5CRMNMO钢常见的热处理工艺有哪些？
热作模具钢5CRMNMO钢热处理工艺:
热处理工艺
工艺参数
硬度要求
工艺特点
等温退火
热作模具钢5CRMNMO加热850~870℃，保温3H，650~680℃，保温5H，炉冷至550℃以下出炉空冷
197~255HBS
Acl710℃，Ac3760℃，加热温度在Ac3线之上，等温度低于A1 727℃，以获得珠光体+铁元素组织
4Cr5MoSiV1钢额特性及热处理工艺
4Cr5MoSiV1钢的特性及热处理工艺1摘要：4Cr5MoSiV1钢是一种空冷硬化的热作模具钢，也是所有热作模具钢中使用最广泛的钢号之一。
与4Cr5MoSiV钢相比，该钢具有较高的热强度和硬度，在中温条件下具有很好的韧性､热疲劳性和一定的耐磨性，不易产生热疲劳裂纹，且抗粘结力强，与熔融金属相互作用小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。
在较低的奥氏体化温度条件下空淬，热处理变形小，空淬时产生氧化铁皮处理变形小，而且可以抗熔融铝的冲蚀作用。
使用寿命远高于第一代模具钢5CrNiMo和3Cr2W8V。
2.关键词：4Cr5MoSiV1钢, 淬火，回火，稳定性，弥散硬化。
3.引言。
4Cr5MoSiV1钢是新型高热强模具钢，可用作热锻模、热挤压模和压铸模。
由于热作模具在工作过程中承受较大的热冲击力，炽热金属在型腔中流动产生强摩擦，模具工作表面与热态金属长时间接触，表面接触温度很高，有时甚至达1000℃。
每次工作之间，需用水或油对锻模进行冷却，模具受反复加热和冷却的热交变应力作用而引起龟裂。
因此，要求钢具有高的热稳定性、高的高温强度和高的耐热疲劳性，同时具有良好的耐磨性和一定的韧性，较高的抗氧化能力，高的淬透性和较小的热处理变形性。
4Cr5MoSiV1钢的常规热处理工艺为1040～1080℃，油冷至500～550℃后出油空冷，工艺过程中出现坯料翘曲和开裂问题，而且最终热处理的韧性不够理想。
为此对4Cr5MoSiV1钢的热处理工艺进行研究4.化学成分表1 4Cr5MoSiV1钢化学成分（质量分数，%），Ni、Cu允许残留的含量分别是≤0.25、≤0.30。
5.钢号表26.4Cr5MoSiV1钢的物理性能：密度为7.8t/m3;弹性模量E 为210000MPa。
表3 4Cr5MoSiV1钢的临界温度7. 锻造工艺表4 4Cr5MoSiV1钢的热加工工艺4Cr5MoSiV1钢热塑性较高，变形抗力小，锻造开裂倾向性小，但锻造温度范围稍窄，必须严格控制锻打温度。
常用模具钢热处理工艺推荐
常用模具钢热处理工艺推荐一、热作钢1.2344热处理工艺：常用热作模具钢有：EX1、EX2、1.2343、1.2344、1.2367。
下面我们重点讲解1.2344热处理工艺。
1）1.2344材料经模具机加工后淬火前安排去应力处理：特别是对于大件内模料必须经过此工序。
每分钟升温3.5℃。
如右图2）1.2344钢真空高压气体淬火工艺：如下图所示表1：淬火温度：牌号 T Aust1 ℃T Aust2 ℃ EX1 1000 1010-1015 EX2 1000 1010-1015 1.2343 990 1010 1.2344 1010 1030 1.236710101030(TA 表示炉膛温度，TC 表示工件心部温度；TS 表示工件表面16mm 深处测得的温度) 2.1）预热：按照模具复杂程度和厚度情况，可选择进行2～3次预热，预热保温时间以模具心部到温或接近炉膛温度为准。
第1阶段预热：升温速度选择3.5℃/分；升温至Ta=650℃进行保温，当Ta-Tc ≤30℃时，可进入下一阶段；第2阶段预热：升温速度选择2.5℃/分；升温至Ta=850℃进行保温，当Ta-Tc ≤10℃时，可进入下一阶段； 2.2）加热阶段：升温速度可选择10-15℃/分； 升温至Ta= T Aust1进行保温，当Ta-Tc=10℃时，开始计算保温时间；T Aust1温度下保温时间的80%后，升温至T Aust2，保温剩余的20%时间。
(温度T Aust1，T Aust2见上表，为了避免发生晶粒粗大的危险，热处理温度最大不能超过上表中的T Aust2)。
保温时间国内一般采用工件有效厚度每2mm 保温1分钟计算。
但由于装炉量及炉子状况不预热1预热2同，因此，在加热阶段和冷却阶段采用K 型热电偶插入工件心部和表面下16MM 深处，直接检测工件真实温度，并据此来确定保温时间是较为客观可靠的。
2.3)淬火冷却阶段：淬火冷却气体N 2压力选择，可根据模具厚度和复杂程度选择，一般应≥9bar(即TS 的冷却速度最好应该≥50℃/分，Tc 应该≥28℃/分)，冷却到TS=500℃时，可以适当的降低压力。
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性和高的耐磨性。
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4.2热作模具钢及热处理规范
常用的热挤压模具用钢是钨系热作模具钢和铬系热作模具钢，
还有铬钼系、钨钼系和铬钼钨系等新型的热作模具钢以及基体钢等。
钨系热作模具钢的代表性钢种为传统的3Cr2W8V钢，由于其耐
热疲劳性较差，在热挤压模方面的应用将逐渐会减少，但在压铸模 方面的应用较多，故在压铸模用钢中对其作详细介绍。
模具钢。HM1钢适合制造镦锻、压力机锻造、挤压等热作模具，模具
的使用寿命较高，是目前国内研制的工艺性能好，使用面广，具有 较广应用前景的新钢种之一。
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4.2热作模具钢及热处理规范
4. 3Cr3Mo3VNb（HN3）钢 NH3钢是参照国外H10钢和3Cr3Mo系热作模具钢，结合我国资源
（1）较高的高温强度和良好的韧性。热作模具，尤其是热锻
模!工作时会承受很大的冲击力，而且冲击频率很高，如果热作模具
钢没有高的强度和良好的韧性，就容易开裂。
（2）良好的耐磨性能。由于热作模具工作时除受到毛坯变形
时产生摩擦磨损之外，还受到高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨，所 以需要热作模具钢有较高的硬度和抗粘附性。
模具表面产生网状或放射状的热疲劳裂纹，以及模腔磨损或严
重偏载、工艺性裂纹导致模具开裂。
因此，热锻模应具有较高的高温强度和韧性，良好的耐磨性和
耐热疲劳性，由于锤锻模尺寸比较大，还要求锤锻模用钢具有高的 淬透性。这就是热锻模的工作条件，正是这种工作条件，要求这类
模具钢应具有下列基本性能：
（1）淬透性高,以保证这种大型模具沿整个截面具有均匀一致
碳化物形成元素含量低，二次硬化效应微弱，所以热稳定性不高。
5CrNiMo钢具有良好的淬透性。300mm×400mm×300mm的大块钢
料经820℃油淬和560℃回火后，断面各部分的硬度几乎一致。钢多 用来制造大、中型锻模。
5CrNiMo钢在空气中冷却即能淬硬，并易形成白点，因此锻造
后应缓慢冷却。对于大型锻件必须放到600℃的炉中，待温度一致以 后再缓慢冷却到150～200℃，然后再在空气中冷却。对于较大的锻
具钢；③高耐磨热作模具钢。
（4）按合金元素分类可以分为：①钨系热模钢；②铬系热作模具钢及热处理规范
4.2.1 热锻模用钢
热锻模是在高温下通过冲击力或压力使炽热的金属坯料成形的
模具，包括锤锻模、压力机锻模、热镦模、精锻模和高速锻模等，
其中锤锻模最有代表性。热锻模用钢主要用于各种尺寸的锤锻模、 平锻机锻模、大型压力机锻模等。
铬系热作模具钢的代表性钢种有4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1和
4Cr5W2VSi.前两种相当于美国的H11和H13钢，4Cr5MoSiV则由 4Cr5MoSiV钢演变而来，由w（w）=2%代替w（Mo）=1%。这3种钢碳的
质量分数均为5%左右，属于中碳中铬钢。
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4.2热作模具钢及热处理规范
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4.1热作模具钢性能要求
（3）高的热稳定性。热稳定性是指钢材在高温下可长时间保
持其常温力学性能的能力。热作模具工作时，接触的是炽热的金属， 甚至是液态金属，所以模具表面的温度很高，一般为400～700℃。 这就要求热作模具钢在高温下不发生软化，具有高的热稳定性，否 则模具就会发生塑性变形，造成堆塌而失效。
的力学性能。
（2）冲击韧度好，热疲劳抗力高，以保证能承受冲击载荷及
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在急冷急热反复热冲击下，不至于发生龟裂。
4.2热作模具钢及热处理规范
（3）导热性好，以保证模具型腔表面的热量尽快传导外散，
降低模具的温升，有利于减少热磨损及热疲劳损伤。
（4）较高的抗回火稳定性及高温强度，以减少热塑性变形。 （5）较好的抗氧化性能和加工艺性能。为满足上述性能，高
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4.1热作模具钢性能要求
（5）高淬透性。热作模具一般尺寸比较大，热锻模尤其是这
样，为了使整个模具截面的力学性能均匀，这就要求热作模具钢有 高的淬透性能。
（6）良好的导热性。为了使模具不致积热过多，导致力学性
能下降，要尽可能降低模面温度，减小模具内部的温差，这就要求
热作模具钢要有良好的导热性能。
件建议在冷却到150～200℃以后，立即进行回火加热。
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4.2热作模具钢及热处理规范
3. 4CrMnSiMoV钢 4CrMnSiMoV钢是近20年来我国在低合金大截面热作模具钢领域
发展的钢种之一，是原冶金部标准中推荐使用的5CrMnSiMoV钢的改
进型。该钢具有较高的强度、耐磨性，良好的冲击韧度、淬透性， 并有较高的抗回火性以及好的高温强度和耐热疲劳性能。其高温性
韧性热作模具钢中不能含有太高的碳及碳化物形成元素，通常碳质
量分数w（c）在0.3%～0.5%为提高淬透性及热强性加入少量铬、钼、
钒、镍、锰、硅等，加入少量钼或钨有助于清除高温回火脆性。
1.5CrMnMo钢
5CrMnMo钢是传统的热锻模具钢，钢中加入Cr可以提高淬透性、
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高温强度和抗氧化能力；
（7）良好的成形加工工艺性能，以满足加工成形的需要。
4.1.2
热作模具钢的成分特点
热作模具钢的成分与合金调质钢相似,一般碳的质量分数小于
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0.5%，并含有Cr、Mn、Ni、Si等合金元素。
4.1热作模具钢性能要求
含碳量低可保证其具有足够的韧性。合金元素的作用是强化铁
素体和增加淬透性。为了防止回火脆性，还加入Mo、W等元素；为了 提高高温强度和热疲劳抗力，需增加相当数量的Cr、W。这些元素提 高了相变温度，使模面在交替受热与冷却过程中不致发生相变而发 生较大的容积变化，从而提高其抗热疲劳的能力。另外，W、Mo、V 等在回火时以碳化物形式析出而产生二次硬化，使热作模具钢在较 高温度下仍保持相当高的硬度，这是热作模具钢正常工作的重要条 件之一。
4.2热作模具钢及热处理规范
加入Mo主要是为了抑制回火脆性，提高耐回火性。该钢与
5CrNiMo钢的各种性能类似，是在考虑我国资源情况的基础上，为节 约镍而以锰代镍研制的，淬透性稍差，高温工作时的耐热疲劳性也 低于5CrMnMo钢。5CrMnMo钢适用于制造要求较高强度和高耐磨性的 各种类型锻模。要求韧性较高时，可以采用电渣重熔钢。
塑料模等。此外由于H11钢具有好的中温强度，因此亦被用于制造耐 400～500℃工作温度的飞机、火箭上的结构件。
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4.2热作模具钢及热处理规范
2. 4Cr5MoSiV1（H13）钢 4Cr5MoSiV1钢，即美国钢号（H13）AISI是国际上广泛应用的
一种空冷硬化热作模具钢，是引进钢种，“八五”期间作为国家的
1. 4Cr5MoSiV（H11）钢 H11钢是一种空冷硬化的热作模具钢，在中温条件下具有很好
的韧性，有较好的热强度、热疲劳性能和一定的耐磨性。在较低的
奥氏体化温度条件下空淬，热处理变形小，空淬时产生氧化皮倾向 小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。H11钢通常用于制造加工铝铸
件用的压铸模，热挤压模，穿孔用的工具，芯棒、压力机锻模以及
5.4Cr3Mo3SiV（H10）钢
H10钢是近年来从美国引进的热作模具钢，含碳量的质量分数
为0.4%，Cr和Mo的质量分数均为3%左右H10钢。含有较多的Cr、Mo、
V等碳化物形成元素，在较小截面时与5CrNiMo钢具有相近的韧性，
而在工作温度500～600℃时具有更高的硬度，热强性和耐磨性。H10 钢具有非常好的淬透性及很高的韧性，回火抗力及热稳定性高于
2.5CrNiMo 5CrNiMo钢和5CrMnMo钢一样都是传统的热锻模具钢，但
5CrNiMo钢具有良好的韧性，同时具有良好的强度和高耐磨性，室温
力学性能与在500～600℃时几乎相同，在加热到500℃时，仍能保持
300HBS左右的硬度。
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4.2热作模具钢及热处理规范
由于5CrNiMo钢中含有Mo，因而对回火脆性并不敏感，但由于
脱模时也承受一定的拉应力。另外还受到冲击负荷的作用。模具与
炽热金属接触时间较长，使其受热温度比热锻模更高，尤其是用于 加工钢铁材料和难熔金属时，工作温度高达600～800℃。热挤压模
的失效形式主要是模腔过量塑性变形、开裂、热疲劳和热磨损。但
这类模具的尺寸一般比热锻模小，因此，对于这类模具特别要求具 有高的热稳定性、较高的高温强度和足够的韧性，良好的耐热疲劳
轴承套圈毛坯热挤压凹模、高强钢精锻模、小型机锻模和铝合金压
铸模等模具上均有良好的效果。
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4.2热作模具钢及热处理规范
NH3钢模具寿命比3Cr2W8V钢、5CrNiMo钢及4Cr5W2VSi钢等模具
寿命提高2～10倍，可以有效地克服模具因热磨损、热疲劳、热裂等 引起的早期失效。
（4）优良的耐热疲劳性。热作模具的工作特点是反复受热受
冷，模具一时受热膨胀，一时又冷却收缩!形成很大的热应力，而且 这种热应力是方向相反，交替产生#在反复热应力作用下，模具表面 会形成网状裂纹，这种现象称为热疲劳，模具因热疲劳而过早地断 裂，是热作模具失效的主要原因之一。所以热作模具钢必须要有良 好的热疲劳性。
及其合金的压铸模。
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4.2热作模具钢及热处理规范
3. 3Cr3Mo3W2V（HM1）钢 HM1钢是在对比3Cr3Mo3V钢及3Cr2Mo3Co3V钢性能及使用寿命后，