模具熱處理實際上（shàng）是指模具零件（jiàn）的熱處理（lǐ）。冷作模具種（zhǒng）類較多，主要有冷衝裁模、冷鐓模、冷擠壓模具、冷拉深拉絲模等，由於形狀結構差異性較大，工作條件和性能要求不一，除了要選用（yòng）合適的材料外，還應選擇最（zuì）佳熱處（chù）理工藝，用以滿足模具服役性能要求，提高模具的使用壽命。

一、冷作模具（jù）基（jī）本（běn）熱處（chù）理工（gōng）藝

冷作模具一般要求（qiú）具有高（gāo）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（de）基本熱處（chù）理（lǐ）工藝如下

1．預備熱處理

冷作模具在鍛後必須進行球退火（huǒ），以消除鍛坯的鍛造應力，改善組織和降低（dī）硬度，以便機械加工並為最終熱處理作發組織準（zhǔn）備。

2．高溫回火或去應力退火

為消除機械加工中產生的應力，減少最終熱處（chù）理變形（xíng），常在機械加工之後安排去應力退火或調質處理。為使線切割後應及時進行再回火，回火溫度不（bú）應高於淬火後的回火溫度，在高溫回火時為防止模具氧化脫碳，應采用保護氣（qì）氛或防氧化脫碳措（cuò）施。

3．冷作模具的淬火

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

1）應對模具材料進行確認並（bìng）檢查模具表（biǎo）麵有無擦傷、裂紋等缺陷。

2）根據模具的形狀，估計模具的文治武功趨勢，作各種堵塞、捆綁或包紮，使能（néng）均勻地進行加熱與冷卻。

3）合理選擇淬火加熱溫度。既要使奧氏體固溶一定的合金元素和碳，以保證模具的淬透性（xìng）、淬（cuì）硬性、強度和熱硬（yìng）性，又要有適當的過剩碳化物，以細化（huà）晶粒，提高（gāo）模具的耐磨性和保證模具具有一（yī）定的韌性（xìng）。同時要（yào）考慮（lǜ）模具的溫度高低對（duì）變形的影響（xiǎng）， 及加（jiā）熱過程中的預熱。

4）合理（lǐ）選擇淬火加熱保溫時間。一般模具淬火加熱可根據（jù）加（jiā）熱（rè）設備采取經驗公式計算保溫時間。但實際熱處理操作時，應考慮模具零件的具體情況。特（tè）別是複雜模具要綜合考慮各種影響因素，並通過試驗（yàn）來確定最佳淬火保溫時間。

5）合理選擇淬（cuì）火冷（lěng）卻介質（zhì）。高合金冷作模具（jù）鋼其淬（cuì）透性好，並為了減少熱處理變（biàn）形和開裂（liè），在滿足（zú）模具（jù）技（jì）術要（yào）求的情況下盡可能選擇較緩慢的（de）冷卻介質淬火，如氣（qì）冷、油冷、鹽浴（yù）、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治武功和開裂，同時保證模具有足夠的淬硬層深度，可采取水淬-油冷、油淬-空冷、等溫淬火和一些新型淬火介質等。

6）嚴防模具加熱過程中的（de）氧化脫碳。模具加熱過（guò）程中（zhōng）的氧化脫碳將會嚴重（chóng）損害模具的表麵質量影響（xiǎng）模具的使用壽命。所以對精密（mì）複雜模具應（yīng）盡量在真空熱處理爐和（hé）可控氣（qì）氛爐（lú）中加熱，在鹽浴爐（lú）中加（jiā）熱要進行嚴格脫氧，在（zài）普通電爐中（zhōng）加熱要采取保（bǎo）護措施。

4．冷作模具的強韌化處理工藝

冷作模（mó）具低淬低回、高淬高回、等溫淬（cuì）火等是提高模具強韌性的重要方法，要根據模具尾部進行，以提高模具的使用壽（shòu）命。

5．模具（jù）的回火

模具在淬火（huǒ）或電火花加工（gōng）後應及時進行回火（huǒ），回火溫度根據模具的硬度要（yào）求來選擇，但要注意避開回火脆（cuì）性的溫度範圍。

回火保（bǎo）溫（wēn）時間應根據模（mó）具材料、模具形狀和大小確定。

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

6．模（mó）具冷處理

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

二、主要冷作模具的熱處理（lǐ）特點

冷作模具種類較多，各類冷作模具熱處（chù）理（lǐ）各具特色，為了更（gèng）好地把冷作模具熱處理搞好（hǎo），現把主要冷作模具（jù）熱處理特（tè）點介紹如下。

1．冷擠壓模具（jù）熱處理特點

冷擠壓模具的工作條件極為（wéi）苛刻。要根據使用中對強韌性、耐磨性、回火穩定性（xìng）等主要性能的要求，以其中的主要要求來正（zhèng）確決（jué）定熱處理規範，才能充分發揮模（mó）具材料性能的作用，從而提高模具的使用壽命。

1）冷擠（jǐ）壓模具要求具有一定的抗（kàng）回火軟化能力（>400℃），但不要求太高的硬度和熱硬性。對耐磨性要求不高，易斷（duàn）裂模具可采（cǎi）用（yòng）低限溫度淬火或“低溫淬火（huǒ）”，以獲得晶粒細小的馬氏體，經回火後可獲得高的強韌性和一（yī）定的耐磨性。

2）對耐磨性和溫升有較高要求的模具，要求采用高限的溫（wēn）度淬火和在二次硬化峰附近回火，以提高模（mó）具（jù）的耐磨性和耐回火性。

3）為了增加模具的耐磨性和改善其表麵應力狀態，可采用表麵強化處理工藝，如氮碳共滲、鍍硬（yìng）鉻、滲（shèn）硼等。

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

2．由於冷（lěng）鐓衝頭和凹模都承受（shòu）多次反複的衝擊載荷，所以必須具備較高（gāo）的硬（yìng）度（dù）、耐磨性、強度和（hé）衝（chōng）擊韌度、還必須具有較高的斷裂韌度和疲勞（láo）強度。因此冷鐓模的熱處理特點如下：

1）對碳素工具鋼冷鐓模具采用片狀珠體預處理（lǐ），再進（jìn）行淬火低溫回火，可提高模具的抗壓強度、斷裂韌度、衝擊韌度（dù），模具壽命可顯著提高。

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

3）冷鐓模淬火後必須充分回（huí）火，並進（jìn）行多（duō）次回火，以使其（qí）內應力全部消除。

4）為了提高冷（lěng）鐓模的耐（nài）磨性和抗咬合性，冷鐓模一般進行滲硼處理，以提高（gāo）模具（jù）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熱處理（lǐ）特點也不同：

1）薄板衝裁模（mó）要求具有高（gāo）的精度和耐磨性，要采用不同（tóng）的減少淬火變形的熱處理方法，如預冷淬火（huǒ）、堿浴（yù）淬火（碳素工具鋼）、等溫淬火、硝鹽淬（cuì）火等措施。

2）對（duì）於厚板衝裁模要（yào）保（bǎo）證模具獲得高強韌性的同時（shí）還要具有較高的耐磨性。為了（le）提（tí）高厚板衝裁（cái）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（jí）複相組織（zhī）及合理選擇回火工藝等。對此（cǐ）可采用高碳鋼低溫、短時快速加熱（rè）工藝，從而獲得較多的板條馬氏體組織；為獲得下貝氏體組織可采用等溫淬火工藝，也可采用固（gù）溶（róng）雙細化處理工藝細化碳化物晶粒等方法（fǎ）來提高衝裁模的強韌性。

4．冷拉深模的熱處理特（tè）點

拉深模應具有較高的硬度、良好的耐磨性和抗粘附性能。為了保證冷拉（lā）深模的表麵質量和性能要求，宜（yí）采用（yòng）真空熱處理和可控氣氛處（chù）理，對條件不具（jù）模的表麵質量（liàng）和性（xìng）能要求，宜采（cǎi）用真空熱處理和（hé）可控氣氛熱處理，對條件不具備的單位也應采取措施防（fáng）止模（mó）具表麵抗氧化脫碳（tàn）。為（wéi）了提高拉深模具的抗磨損和抗粘附性能，應對模具進（jìn）行表麵強化處理如滲氮、氮碳共滲、滲硬鉻、滲硼、滲釩等。

三、主（zhǔ）要冷作模具（jù）的熱處理

1．CrWMn鋼冷衝模的雙細化熱處理

CrWMn 鋼中小型衝孔用冷衝模，衝頭部分（fèn）φ10mm×40mm，模具技術要求60-62HRC。采用常規熱處理後，由於韌性不足，常發生早期脆斷，一般壽（shòu）命僅達3000件，後采用以下雙細化（huà）熱處（chù）理工藝後，提高了模具的（de）強韌性，防止了模具的早期脆裂，平均使用壽命提高到15000件左右。

該模具的原製造工藝（yì）路線為：毛（máo）坯---球化退（tuì）火---粗加工---半精加工---去應力退火（huǒ）---精加工---淬火、回火---精磨。其中熱處理工藝如下：

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

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

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

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

2．大型冷拉深模圈的熱處理

工作經三次拉深成形（xíng），原模（mó）圈采用T10A鋼製造，淬火溫度（dù）800℃，在鹽浴爐中加熱係數為15-20s/mm，水淬油冷，回火溫度160-180℃，回火（huǒ）後硬度60-62HRC,平（píng）均壽命250-300件，損害部位均在刃口處（chù）。損害（hài）原因，由於T10A鋼淬透性差，淬硬層淺（隻有2.5-3mm），強度低，造成冷拉深模圈壽命很低。

後改用Cr12MoV鋼製造模圈，最終熱處理工藝為了1020-1040℃加熱，油（yóu）冷；180-200℃回火，硬度為60-62HRC，經此熱（rè）處（chù）理的的拉深模圈壽命為2500-3000件，提高壽命10倍左（zuǒ）右。

3．Cr12MoV鋼冷擠壓模離子滲氨

冷擠成形模的凹模，熱處理工藝為：

（1）球化退火  860℃加熱，保溫3h；740℃等溫4h，爐冷到500℃以下出爐空冷。

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

（3）離子滲氨 LD-50型離子滲氮爐，通入氨（ān）分解氣（爐外裂化（huà）），爐壓保持在（5-8）×10²Pa，電壓500-600V，電流（liú）密度1mA/cm²。滲氮（dàn）溫度510℃，模具使用壽命提（tí）高2.7倍。

4．剪切模熱處理

用於剪切直徑為φ20-φ40nn30Mn鋼棒（bàng）料的剪切（qiē）模，開始（shǐ）用CrWMn鋼製造，硬度要求50-55HRC，其熱處理工藝為：

（1）球化（huà）退火工（gōng）藝 加熱溫度800℃保（bǎo）溫3h，爐（lú）冷至700℃等（děng）溫4h，爐冷至500℃以（yǐ）下（xià）出（chū）爐空冷。

（2）淬火及回火（huǒ） 淬火溫度830℃，油冷，硬度（dù）61-63HRC；回火溫度400℃，保溫2h，硬度51-53HRC。模具使用壽命隻能達到8000件。後選用6CrniMnSiMoV（GD）鋼製（zhì）造。其熱處理工藝為：

1）球化退火　加熱溫度780℃，保溫2h，等溫溫度680℃，爐冷到550℃以下出爐空冷（lěng），退火硬度≤240HBW。

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

用GD鋼製作的模用使用壽（shòu）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（lěng）處理：將淬火（huǒ）後冷到室溫（wēn）的模具（jù）立即浸入盛有（yǒu）酒（jiǔ）精的（de）保溫容器中，加入幹冰（CO₂），冷處理溫可（kě）達-60℃，保溫1h後取（qǔ）出（chū）放（fàng）於空氣中冷到室溫。

3）回火溫度400℃保溫2h，硬度58-60HRC.

6.Cr12MoV鋼矽鋼片冷衝模的等溫淬火熱處理

Cr12MoV鋼矽鋼（gāng）片冷衝（chōng）模開關較複雜，采（cǎi）用820℃預熱，1030℃加熱油淬，200℃×2h回火，模（mó）具硬度60-62HRC，使用（yòng）中模具脆化、易崩刃和開裂（liè），使用壽命平均為10萬衝次（cì）。

等溫淬火工（gōng）藝：采用820℃預熱，1030℃鹽浴（yù）加熱，280℃×3h硝鹽等溫，空冷至室溫，然後在200℃×2h×2次回火，硬度60-61HRC，使用壽命為（wéi）30多萬衝次，提高使用壽命3倍（bèi）。

7．Cr12MoV鋼滾絲（sī）模等溫淬火

Cr12MoV鋼（gāng）滾絲模加（jiā）工M20螺釘，采用一（yī）般熱處理工藝（yì）的模具（jù）由於模具崩刃（rèn）嚴重，使用壽命較低。

改進工藝：將模具加熱到1020℃，在280℃，在280℃×3h硝鹽等溫,400℃×2h回火，硬度56-58HRC，金相組織為（wéi）：下（xià）貝氏體+少量回火馬氏體+殘（cán）留奧氏體，熱處理變形較常規熱處理小得多，使用壽命較常規淬火提高（gāo）3-4倍（bèi）。

8．Cr12MoV鋼模具的低溫淬火、低溫回火工藝

由於沒有高溫電加熱設備，對Cr12MoV鋼采用低溫（wēn）淬火（huǒ）低溫回火工藝，其熱處理工藝為：

加熱溫（wēn）度計950℃×1.5h，油淬或（huò）分（fèn）級淬火冷卻後，模具硬度60-62HRC，經200℃回火後硬度58-60HRC。淬火後（hòu）組織為板條狀馬氏體，其晶粒細小，耐（nài）磨性、衝擊韌度和（hé）抗彎強度較好。對（duì）於強韌性為主的冷作模具，采用低（dī）溫淬火工藝（yì）是較好的，而且變（biàn）形較小。

如薄板下料（liào）模，采用以上低溫淬火工藝後，硬度、變形均（jun1）滿足要求，並避（bì）免了（le）模具早期崩裂失效，延長了模具的使用壽命。

9．W18Cr4V鋼（gāng）模具（jù）（衝模（mó））低淬火工藝

衝孔模采用（yòng）W18Cr4V鋼製造，其熱處理工藝為：650℃預熱、850℃預熱（加熱係數按0.5min/mm計（jì）算），淬火加熱（rè）溫度1200℃（鹽浴（yù）爐加熱（rè）0.20min/mm），560℃等溫淬火後空冷，550℃×1h×3次回火，硬度58-61HRC，衝（chōng）孔模可（kě）衝孔（kǒng）12000多件（jiàn）。較原工藝（高溫（wēn）淬火+高溫（wēn）回火）熱處理的衝孔模的使用壽命提高3倍以上。

10．T10A鋼儀表元件冷衝（chōng）模熱處理

儀表元件衝模采用T10A鋼製造，其普通熱處理工藝（yì）：加（jiā）熱（rè）溫度800℃，水淬（cuì）油冷，回火溫度280℃，回（huí）火後硬度56-58HRC，可衝壓儀表元件5000次左右。

11．Cr12MoV鋼冷擠壓模具的不同（tóng）淬火熱處（chù）理（lǐ）

根據模具失效形式采用不同的熱處理工藝：

1）冷擠壓模具（jù）以磨損失效為主要形式，則可（kě）采（cǎi）用1040-1100℃加熱淬火（huǒ），520℃回（huí）火，即（jí）二次硬（yìng）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，硝鹽冷卻，200℃回火二次（cì），每次1.5-2h。