热锻模的最终通过热处理技术工艺

最终热处理应根据模具和被锻零件的形状、结构、材质以及模具所要求的硬度、韧性等，选择下述常规淬火、等温淬火和高温淬火三种热处理工艺方法，再采用相同的回火工艺，获得不同的强塑性配合，以提高模具的使用寿命。青岛热处理指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。

(1)常规淬火工艺淬火和回火:

1)小型锻模:由于小型模具的锻模冷却快，强度高，因此锻模需要具有较高的耐磨性，其硬度应在40~44HRC范围内。

2)中型锻模：中型锻模水平加工企业较大的锻件，允许有较低的硬度36～41HRC。

3)大型锻模：大型锻模水平由于锻模尺寸可以很大，淬火时的应力和变形比较大，需要有较高的韧性，硬度以在35～38HRC范围内为宜。

锤锻模用钢的淬火温度和回火温度见表1和表2。

表1锤锻模用钢的淬火温度

表2 锤锻模用钢的回火处理温度

为减少内应力与变形，锻模自炉内取出后，在空气中预冷至800℃，然后油淬，淬火冷至200℃左右，并及时回火。回火可保留较多的残留奥氏体，避免淬火开裂，但由于热锻模蓄热能量很大，当表面温度冷到200℃左右出油时，心部温度仍很高，这样心部大量的残留奥氏体在回火时会转变成珠光体或粗大的上贝氏体组织。上贝氏体组织是在铁素体片层间分布有断续分布的碳化物组织，裂纹扩展阻力小，这种组织难以最大限度地发挥材料强韧性的潜力，模具使用寿命较低，使用过程中常出现早期断裂。

(2)等温淬火工艺，经锻造、退火、粗加工和精加工后，对热锻模具进行等温淬火和回火，获得针状马氏体和基体中的下贝氏体双相组织，充分发挥下贝氏体组织的优势。下贝氏体组织由分散在过饱和铁素体中的细小碳化物组成。与板条状马氏体(位错型)相似，低贝氏体组织在良好塑性条件下具有较高的强度，在硬度基本相同的情况下，冲击韧性显著提高，模具的耐磨性不足，但轮廓感应淬火方法可以用于淬火工作型腔磨损较大的零件，从而提高模具的使用寿命。

(3)高温淬火工艺通过调整上述常规热处理工艺，在其他工艺参数不变的情况下，淬火温度提高到900℃，模具使用寿命可提高2.5倍。淬火温度提高后，奥氏体晶粒明显粗化，但断裂韧性提高了70% ~ 125%，这主要是因为过热淬火提高了模具的断裂韧性。

1)增加了一些残留奥氏体量，而且可以残留奥氏体的薄片包围在马氏体片周围。裂纹在通过这种马氏体而交接到残留奥氏体时便停止工作下来，因此，薄层状奥氏体形成具有一定阻碍以及裂纹不断扩展的作用。