模具熱處理實際上是指模具零件的熱處理。冷作模具（jù）種類較多，主要有冷衝（chōng）裁模（mó）、冷鐓模（mó）、冷（lěng）擠壓模具、冷拉深拉絲模等，由於形狀結構差異性較（jiào）大（dà），工作條件和性能要求不一，除了要選用合適的（de）材料外，還應選擇最佳熱處理工藝，用以滿足模具服役（yì）性能要求（qiú），提高模具的使用壽命。

一、冷作模具基本熱處理工（gōng）藝

冷作模（mó）具一般要求具有高的耐磨性、一定的硬度和硬化層深度，足夠的強度和韌性。因此冷作模具的基本熱處理（lǐ）工藝如下

1．預（yù）備熱處理

冷作模具在鍛後必須進行球退火，以（yǐ）消除鍛（duàn）坯的鍛造應力，改善組織和降低硬度，以便機械加工並為最終熱處理（lǐ）作發組織準備（bèi）。

2．高溫回火（huǒ）或去應力（lì）退火

為消除機械加工中產生（shēng）的應力，減少最終熱處理變形，常在機（jī）械（xiè）加工之後安排去應力退火或調質處理。為使線切（qiē）割後應及時進行再回火，回火溫度不應高於淬（cuì）火後（hòu）的回火溫度，在高溫回火時為防止模具氧化脫碳，應采用保護氣氛或防（fáng）氧化脫碳措施。

3．冷作模具的淬火

淬火是冷作模具最終熱處理中的重要操作，它對模具的使用性能影響極大，應特別給予重視。主（zhǔ）要要注意以下幾點：

1）應對模（mó）具材料進行確認並檢查模具表麵有無擦傷、裂紋（wén）等缺陷。

2）根據模具（jù）的形狀，估計模（mó）具（jù）的文治（zhì）武功趨（qū）勢，作各種堵塞、捆綁或包紮，使能均勻地進行（háng）加熱與冷卻。

3）合理選擇淬火加熱溫度。既要使奧氏（shì）體固溶一定的合金元素和碳，以保（bǎo）證模具（jù）的淬透性、淬硬性、強度和熱硬性，又要有適當（dāng）的過剩碳化物，以細化晶粒（lì），提高模具的耐磨（mó）性（xìng）和保證模具（jù）具有一定的（de）韌性。同時要考慮模具的（de）溫度高低對變形的影響， 及（jí）加熱過程中的預熱。

4）合理選擇淬火加熱保溫時間。一（yī）般模具淬（cuì）火加熱可根據加熱設備采取經驗公式計（jì）算保溫時間。但實際熱處（chù）理操作時，應考慮模具零件的具體情況。特別是（shì）複雜模具要綜合考慮各種（zhǒng）影響因素，並通過試驗來確定最佳淬火（huǒ）保溫時間。

5）合理（lǐ）選擇淬火冷卻介質。高合金冷作模具鋼（gāng）其淬透性好，並（bìng）為（wéi）了減少熱處理變形和開裂（liè），在滿足模具技術要求的情況下盡可能選擇較緩慢的冷卻介質淬火，如氣冷（lěng）、油冷、鹽浴、分級淬火和等溫淬火等。

對於碳素工具鋼和低合金工具鋼模具，為了減少模具熱處理文（wén）治武功和開裂，同時保證模具有足夠的淬硬層深（shēn）度，可采取水淬（cuì）-油冷、油淬-空冷、等溫淬火和一些新型淬火介質等。

6）嚴（yán）防模具（jù）加（jiā）熱（rè）過（guò）程中的氧化脫碳。模具加熱過程中的氧化脫碳（tàn）將會嚴重損害模具的表麵質量影響模具的（de）使用壽命。所（suǒ）以對精（jīng）密複雜模（mó）具應盡量在真空熱處理爐和可控氣氛爐中加熱，在（zài）鹽浴爐中加（jiā）熱要進行嚴格脫氧，在（zài）普通電爐中加熱（rè）要采取保護措（cuò）施。

4．冷作模具的強韌化處理工（gōng）藝

冷作模具低淬低回、高（gāo）淬高回、等溫淬火等是提高模具強韌性的重要方法，要根據模具尾部進行，以（yǐ）提高模具的使用壽命（mìng）。

5．模具的回火

模具在淬火或電火花加工後應及時（shí）進行回火，回火溫度根據模（mó）具的（de）硬（yìng）度要求來（lái）選擇（zé），但要注意避開回火脆性的溫度範圍。

回火保溫時間應根據模具材料、模具形狀和（hé）大小確定。

高合金鋼則應采取二次或多次回火，在進（jìn）行多次回火時應注意前一次回火須冷到室溫後再進行後一次回火。

6．模具冷處（chù）理

為了穩定精密複雜冷作模具的尺寸，減少模具（jù）鋼中的殘留奧氏體量，為此需對模具淬火後（hòu）進行冷處理。

二、主要冷（lěng）作模具的熱處理特點

冷作模具種（zhǒng）類較（jiào）多，各類（lèi）冷作模具熱處理各具（jù）特色（sè），為了更好地把冷作模（mó）具熱處理搞好，現把主要冷（lěng）作模具熱處（chù）理特點介紹如下（xià）。

1．冷擠壓模具（jù）熱處理特點

冷擠壓模（mó）具的工作條件（jiàn）極為苛刻。要根（gēn）據使用中對（duì）強韌性、耐磨性、回火穩定性等主要（yào）性能的（de）要求，以其中的主要要求來正確決定熱處理（lǐ）規範，才能充分發揮模具材料性能的作用，從（cóng）而提高模具的使（shǐ）用壽命。

1）冷擠壓模具要求具有一定的抗回火軟化能（néng）力（>400℃），但不（bú）要求太高的硬度和熱硬性。對耐磨性要求不高，易斷裂模具可采用低限溫度淬火或（huò）“低溫淬火”，以（yǐ）獲得晶粒細小的馬氏體，經（jīng）回火後可獲（huò）得高的（de）強韌（rèn）性和一定的耐磨性（xìng）。

2）對耐磨性和溫（wēn）升有較高要求的模具，要求采用高限的溫度淬火和在（zài）二次硬化峰附近回火，以提高模具的耐磨性和耐回火性。

3）為了增加模具的耐磨性（xìng）和（hé）改善其表麵（miàn）應力狀態，可采（cǎi）用表麵強化處理工藝，如氮碳共滲、鍍硬鉻、滲硼等。

4）冷擠壓模具衝頭，在每擠壓500-1000件後，應作低於其工作（zuò）溫度的去應力回火，以提高衝（chōng）頭的疲勞破壞抗（kàng）力。

2．由於（yú）冷（lěng）鐓衝頭和凹模都承受多次反複的衝擊載荷，所以必須具備（bèi）較高的硬度、耐磨性、強度和衝擊（jī）韌度、還必須具有較高的斷裂韌度和疲勞強（qiáng）度。因此冷鐓模的熱處理特點如下：

1）對（duì）碳素工（gōng）具鋼冷鐓模具采用片狀珠體預（yù）處理，再進行淬火低溫回火，可提高模具的（de）抗壓強度、斷裂韌度、衝擊韌度，模具壽命（mìng）可顯著提高。

2）對於（yú）Cr12MoV鋼冷鐓（duì）模采用1030℃淬火、400℃回火，可獲得最佳的強韌性配合，冷鐓模的斷裂韌（rèn）度明顯提高。

3）冷鐓（duì）模淬火後必須充分回火，並進行多次回火，以（yǐ）使其內應力全部消除。

4）為（wéi）了提高冷鐓模（mó）的耐磨性和抗咬合性，冷（lěng）鐓模一（yī）般進行（háng）滲（shèn）硼處理，以提高模具使用壽命。

3．冷衝裁模的熱處理特點

衝裁模根據薄厚板的不同（tóng）熱處理特點也不同（tóng）：

1）薄板衝裁模要求具有高的精度和耐磨性，要采用不同的減少淬火變（biàn）形的（de）熱（rè）處（chù）理方法，如（rú）預（yù）冷淬火（huǒ）、堿浴淬火（碳素（sù）工具（jù）鋼）、等溫淬火、硝鹽淬火等措施。

2）對於厚板衝裁（cái）模要保證模（mó）具獲（huò）得高強韌性的同時還要具有較高（gāo）的耐磨性。為了提高（gāo）厚板衝裁模的強（qiáng）韌性，需細化奧氏體晶粒，細化碳化物，獲得板條狀馬工體、下貝氏體及複相組織及合理選擇（zé）回（huí）火工藝等。對此可采用高碳鋼低溫、短時快速加熱工藝，從而（ér）獲得較多的板條馬氏體組織；為獲得下貝氏體組織可采（cǎi）用等（děng）溫淬火工藝，也可采用（yòng）固溶雙細化處理工藝細化碳化物晶粒等方法來提高衝裁模的強韌性。

4．冷拉深模的熱處理特點

拉（lā）深模應具有（yǒu）較高的硬度、良好的耐磨性和抗粘附性能。為了保證冷拉深模的表麵質量和性（xìng）能要求，宜采用真（zhēn）空熱處理和可控氣（qì）氛處理，對條件不具模的表麵質量（liàng）和性能要求，宜采用真空熱處理和可控氣氛（fēn）熱處理，對條件不具備的單位也應（yīng）采取措施防止模（mó）具表（biǎo）麵（miàn）抗氧化脫碳。為了提高拉深模具的抗磨損和（hé）抗粘附性能，應對（duì）模具進行表麵強化處理如滲氮、氮碳共滲、滲硬鉻、滲（shèn）硼、滲釩（fán）等（děng）。

三、主要冷（lěng）作模具的（de）熱處理

1．CrWMn鋼冷衝模的雙（shuāng）細化熱處理（lǐ）

CrWMn 鋼中小型衝孔用冷衝模，衝頭部分φ10mm×40mm，模具（jù）技術要求60-62HRC。采用常規熱處理後，由於（yú）韌性不足，常發生早期（qī）脆斷，一般壽（shòu）命（mìng）僅達（dá）3000件，後采用以下（xià）雙細化熱處理工藝後，提高（gāo）了模具的強韌性，防止了模具（jù）的早期脆裂，平均使用壽命提高到（dào）15000件左右。

該模具（jù）的原製造工藝路線為：毛坯---球化退火---粗加工---半（bàn）精加工---去應力退火---精加工---淬火、回火---精磨。其中熱處理（lǐ）工藝如下：

（1）球化退化 加熱溫度800℃×(3-4)h，爐冷至700℃等溫-3h，爐冷至500℃以下出爐空冷。

（2）淬火及回火 淬火溫度830℃保溫杯10min油冷，回火溫度180℃保溫熱處理工藝如下：

固溶超細化熱處理（lǐ）工藝：固溶加熱溫度1050℃，等溫淬（cuì）火溫度300℃，高溫回火溫度720℃，保溫2h，爐冷至500℃以下出爐空冷。

最終熱處理：淬火（huǒ）溫度810℃，熱油冷；回火溫度180℃，保溫2-3h，回火後硬度60-62HRC。

2．大型冷拉深（shēn）模圈的熱處理

工作經三次拉深（shēn）成形，原模圈采用T10A鋼製造，淬火溫度800℃，在鹽浴爐中加熱係數為15-20s/mm，水淬油（yóu）冷，回火溫（wēn）度160-180℃，回火後硬度60-62HRC,平均壽命250-300件，損害部位均在刃口（kǒu）處。損害原因，由於（yú）T10A鋼（gāng）淬透性差，淬硬層淺（隻有2.5-3mm），強度低，造（zào）成冷拉深模（mó）圈壽（shòu）命很低。

後改用Cr12MoV鋼製造模圈，最終熱處理工藝為了1020-1040℃加熱，油冷；180-200℃回火，硬度為60-62HRC，經此熱處理的的拉深模圈壽（shòu）命為2500-3000件，提高壽（shòu）命10倍左右。

3．Cr12MoV鋼冷擠壓（yā）模離子滲氨

冷擠成形（xíng）模的凹模，熱處理工（gōng）藝為：

（1）球化退火（huǒ）  860℃加熱（rè），保溫3h；740℃等（děng）溫4h，爐冷到（dào）500℃以下出爐空冷。

（2）淬（cuì）火及回火 500℃預熱，1030℃奧氏體化後淬油；180℃回（huí）火保溫2h，硬度60-62HRC。

（3）離子滲氨 LD-50型（xíng）離子滲氮爐（lú），通入（rù）氨分解氣（爐（lú）外裂化），爐壓保持（chí）在（5-8）×10²Pa，電壓500-600V，電（diàn）流密度1mA/cm²。滲氮溫度510℃，模（mó）具使用壽命提高2.7倍。

4．剪切模熱處理

用於剪切直徑為φ20-φ40nn30Mn鋼（gāng）棒料的剪切模，開始用CrWMn鋼（gāng）製造，硬度要求50-55HRC，其（qí）熱處理工藝（yì）為：

（1）球化退（tuì）火工藝 加（jiā）熱溫度800℃保溫3h，爐冷（lěng）至700℃等溫4h，爐（lú）冷至500℃以下（xià）出爐空冷（lěng）。

（2）淬（cuì）火及回火 淬火溫度830℃，油冷，硬度61-63HRC；回火溫（wēn）度400℃，保溫2h，硬度51-53HRC。模具使（shǐ）用壽命（mìng）隻能達到8000件。後選用6CrniMnSiMoV（GD）鋼製造。其熱處理工藝為：

1）球化退（tuì）火　加熱溫度780℃，保溫2h，等溫（wēn）溫度680℃，爐冷到550℃以下出爐空（kōng）冷，退火硬（yìng）度≤240HBW。

2）淬火及回火 淬火溫（wēn）度900℃，油冷，淬火硬度≥63HRC；回火溫度400℃，硬度55-57HRC.

用GD鋼（gāng）製作的模用（yòng）使用壽命達2萬件以上。

5．Cr12鋼衝壓模的冷處理

1）淬火溫度：980℃油冷。

2）冷處理：將淬火（huǒ）後冷到室溫的模（mó）具立即浸入盛有酒精的保溫容器中，加入幹冰（CO₂），冷處理溫可達-60℃，保溫1h後取出放於空氣中冷到室溫。

3）回（huí）火溫度400℃保溫2h，硬度58-60HRC.

6.Cr12MoV鋼矽鋼片冷（lěng）衝模（mó）的等溫淬火熱處理

Cr12MoV鋼矽鋼片冷衝模開關較複雜，采用820℃預熱，1030℃加熱油淬，200℃×2h回（huí）火，模具硬度60-62HRC，使（shǐ）用中模具脆化、易崩刃和開裂，使用壽命平均為10萬衝次。

等（děng）溫淬火工藝：采用820℃預（yù）熱，1030℃鹽浴加熱，280℃×3h硝鹽等溫，空冷至（zhì）室溫，然後在200℃×2h×2次回火，硬度60-61HRC，使用壽命為（wéi）30多（duō）萬衝次，提高使用壽命3倍。

7．Cr12MoV鋼滾絲模等溫淬火（huǒ）

Cr12MoV鋼滾絲模加工M20螺釘，采用一般熱（rè）處理工藝的（de）模具由於模具崩刃嚴重，使用壽命較低。

改進工（gōng）藝：將模具加熱到1020℃，在280℃，在（zài）280℃×3h硝鹽等溫,400℃×2h回火，硬度56-58HRC，金相組（zǔ）織為：下貝氏體+少（shǎo）量回火馬氏體+殘留（liú）奧氏體（tǐ），熱處理變形較常規熱處理（lǐ）小（xiǎo）得多，使用壽命較常規淬火提高3-4倍。

8．Cr12MoV鋼（gāng）模具的（de）低溫淬火、低溫（wēn）回火工藝

由於沒有高溫電加熱（rè）設（shè）備，對Cr12MoV鋼采用低溫淬火低（dī）溫回火工藝，其熱處（chù）理工藝為：

加熱溫度計950℃×1.5h，油淬或分級淬火冷卻後，模具硬度60-62HRC，經200℃回火後硬度58-60HRC。淬火後組織為板條狀馬氏體，其晶粒（lì）細小，耐磨性、衝擊韌度和抗彎強度較好。對於強（qiáng）韌性為（wéi）主（zhǔ）的冷作（zuò）模具，采用低溫淬火工藝是較好的，而（ér）且變形較小。

如薄板下料模，采用以上低（dī）溫淬火（huǒ）工藝後，硬度、變形均滿足要求，並避免了模具早期崩裂失（shī）效，延長了（le）模具的使用壽命。

9．W18Cr4V鋼（gāng）模具（jù）（衝模）低淬火工（gōng）藝

衝孔（kǒng）模采用W18Cr4V鋼製造，其熱處（chù）理工藝為：650℃預（yù）熱、850℃預熱（加（jiā）熱係數按0.5min/mm計算），淬火加（jiā）熱溫度1200℃（鹽浴爐加熱0.20min/mm），560℃等溫淬火後空冷，550℃×1h×3次回火，硬度58-61HRC，衝孔模可（kě）衝孔12000多件（jiàn）。較原工（gōng）藝（高溫淬火+高溫回火）熱處理的衝孔模的使用（yòng）壽命提高3倍（bèi）以上。

10．T10A鋼儀表元件冷衝模熱處（chù）理

儀表元件衝模采用T10A鋼製（zhì）造，其普通熱處理工藝：加熱溫（wēn）度800℃，水淬油（yóu）冷，回火溫度280℃，回火後硬度56-58HRC，可衝壓儀表元件5000次左右。

11．Cr12MoV鋼冷（lěng）擠壓模具的不同淬火熱處理

根（gēn）據（jù）模具失效形式采用不同的（de）熱（rè）處理工（gōng）藝：

1）冷擠壓模（mó）具以磨（mó）損失效為主要形式，則可采用1040-1100℃加熱淬火，520℃回（huí）火（huǒ），即二次硬化熱處理工藝。

2）不鏽鋼管接頭冷擠壓凸模或凹模，淬火溫度采用1020℃加熱，硝鹽冷（lěng）卻（què），200℃回（huí）火二次，每次1.5-2h。