錘鍛模具（jù）淬火、回炎熱處理如何應用？看這篇教程即可

模具在古代鑄造就已經有了，至今在工業領域生（shēng）產中已經是一種基礎裝備，隨著工業技術的發展得到了廣泛地使用。錘（chuí）鍛模具工作環境惡劣，在鍛造循（xún）環過程中不斷地承受著機械載荷和熱載荷作用（yòng）。目前我國的（de）大多數企（qǐ）業（yè），模具使用壽命比較低，僅相當於國外的1/5～1/3。實踐證明，在模具設計和製造過程中，若（ruò）能選用恰當的鋼材（cái），確定合理的熱處理工藝，對充分發揮材料的潛在性能、降低成本、提高錘鍛模具的質量（liàng）和使用壽命都將起到重大的作（zuò）用。

模具鋼的（de）選擇

在鍛造過（guò）程中，模具型腔與高溫鍛坯接觸，模具工作麵溫度常達300～400℃，有時局部可達500～600℃；模具型腔與很高（gāo）溫度的鍛（duàn）坯打（dǎ）後，又受到反複冷卻，即在急冷急熱條件工作；模具（jù）型腔與變形金屬發生相互摩擦，即工作（zuò）麵受到熱磨損。這就是錘鍛模具的工作條件（jiàn），正是這種工作條（tiáo）件，要（yào）求這類模具鋼（gāng）應（yīng）具有下列基（jī）本性能。

⑴淬透性高，以保證（zhèng）這（zhè）種大型（xíng）模具沿整（zhěng）個截麵具有均勻一致的力學性能。

⑵衝擊韌性好，熱疲勞抗力高，以保證能承受衝擊載荷及在急冷急熱（rè）反複熱衝擊下，不因變形不一致發生（shēng）龜裂。

⑶導熱好，以保證模具型腔表麵的（de）熱量盡快傳導外散，降低模具的溫升（shēng），有利於減少熱磨損及熱疲勞損傷。

⑷較高的抗回火穩定性及高溫強度，以減少熱塑性變形。

⑸較好的抗氧化性能和加工工藝性能。為滿足上（shàng）述性能，高韌性熱作模具鋼中不能含（hán）有太（tài）高的碳及碳化物形成元素，通常碳質量分數ωc在0.3%～0.5%左右，為提（tí）高淬透性及熱強性加入少量鉻、鉬、釩、鎳、錳、矽等，加入少量（liàng）鉬（mù）或鎢有助於清除高溫回火脆性。

模具鋼快速辨（biàn）別牌號

45Cr2NiMoVSi、B2鋼錘鍛模具（jù）的熱處理

因5CrNiMo、5CrMnMo及5CrMnMoSiV具（jù）有淬透性、回（huí）火穩定（dìng）性較好，常用於製作（zuò）中小（xiǎo）型的錘鍛模。但為彌補5CrMnMo、5CrNiMo及5CrMnMoSiV在較大（dà）截（jié）麵和較（jiào）高溫度時熱穩定性、熱疲勞性（xìng）及淬透性不夠的缺陷，大型錘鍛模具常使用45Cr2NiMoVSi、B2等大截麵熱鍛模具鋼。與5CrNiMo、5CrNiMo及5CrMnMoSiV相比（bǐ），45Cr2NiMoVSi和B2中既含有較高的Cr和Mo，又加入了（le）少量的（de）V，使CCT曲線上的高溫轉變區（qū）上移，低溫轉變區顯著右移，提高了鋼的淬透性。截麵尺寸在500mm×500mm以下的（de）模具經970～990℃淬火，650～680℃回火後，硬度可達36～44HRC。而且45Cr2NiMoVSi和B2具（jù）有二次硬化能（néng）力，其高溫強度較5CrNiMo鋼（gāng）高50%，熱穩定性高出100～150℃，衝擊韌性則相當。另外，鋼的熱磨（mó）損性、熱疲勞性及抗熱裂紋擴（kuò）展的能力也（yě）強於5CrNiMo。這兩種（zhǒng）鋼用於12000t以（yǐ）下機（jī）械（xiè）壓力機模具及（jí）16t錘以下模（mó）鍛模具，模具（jù）的使用壽命是5CrNiMo鋼製造（zào）的（de）同種模具壽命的（de）數倍。

模具裝爐要求

⑴錘鍛模具裝爐時，兩模塊之間、模塊與爐壁之間（jiān）的間隔不（bú）小（xiǎo）於50mm。裝爐長度不大於爐子（zǐ）有效長度的3/4，不允（yǔn）許兩塊模塊上下堆（duī）放，同爐各模塊尺（chǐ）寸應盡量相近。若同爐模塊（kuài）尺寸大小有差異，可將模塊尺寸大的放在爐子的（de）內側，尺寸（cùn）小的靠近爐門擺（bǎi）放。

⑵錘鍛模（mó）具（jù）裝（zhuāng）爐時，要了解模具加工情況，必（bì）要時應采用真空爐熱處（chù）理或者（zhě）裝（zhuāng）箱保護加熱，模具型腔等處有足（zú）夠加工（gōng）餘量時可直接加熱。

淬火（huǒ）處理要求

⑴升溫和預熱要求：為保證模塊溫度均勻，應注（zhù）意緩慢（màn）加熱升溫，並應分別在600～650℃、850～900℃溫度下預熱均溫。具體預熱保溫時間見【錘（chuí）鍛模具的保溫和油冷時間(45Cr2NiMoVSi)表】。

⑵保溫要求：45Cr2NiMoVSi在960～980℃保溫，保溫（wēn）時間根據工件（jiàn）有效（xiào）厚度而定，具體保（bǎo）溫時間（jiān）見表1。B2鋼工藝（yì）參數見表【錘鍛模具（jù）的保溫和油冷時間(B2鋼)】。注意，大型模具淬火溫度應采用上限，小型模具用下限。

⑶預冷要求：錘鍛模具保溫結束後，為減小變形（xíng），出爐後應在空氣中預冷（lěng），大（dà）模塊空冷（lěng）約7～10min，小模塊約5～7min，然後油冷。

⑷油冷要求：冷卻油溫（wēn）在20～70℃。淬火油的最高使用溫度應低於其閃點（diǎn）60～80℃。為（wéi）保證鍛模冷卻均勻，應選擇適當的冷（lěng）卻運動（dòng）方（fāng）向，運動（dòng）時間據模塊（kuài）大小而定（一般30～40min)，然後靜止冷卻，45Cr2NiMoVSi冷卻時間參考表【錘鍛模具的保溫和油（yóu）冷時間(45Cr2NiMoVSi)】，B2鋼參數見表【錘鍛（duàn）模具的（de）保溫和油冷時間（jiān）(B2鋼)】。錘鍛模具出油溫（wēn）度150～200℃，此時錘鍛模（mó）具提出油麵隻冒青煙而不著火，如將水滴滴至模具表麵有緩慢的爆裂聲，淬火（淬油)後金相組織為板條馬氏體+粒狀碳化物+少量殘留奧（ào）氏體，如下圖。

錘（chuí）鍛模具回火處理要求

為避免淬（cuì）火應力過大產（chǎn）生裂紋，錘（chuí）鍛模具出油後立即裝爐（lú）回火（huǒ）。應盡量避（bì）免降溫回火，必須采用降（jiàng）溫回火時，爐溫必須降至300℃以下。回火裝（zhuāng）爐順序應盡量和淬火時的一致。為了消除殘餘應力，必須進行兩次回火。經兩次回火後的組織為回火索氏體+粒（lì）狀碳化物，見下圖所示。

⑴升溫和預熱。回火溫度超過500℃，必須在250～300℃預（yù）熱，預熱保溫時間見（jiàn）表【鍛模在（zài）電爐中的回火保溫和冷卻(B2鋼、45Cr2NiMoVSi)】。

⑵保溫。回（huí）火（huǒ）溫度根據硬度要求而定，具體數值見表【回火溫度】。第一次回火規程具體見表【鍛模在電爐中的回火（huǒ）保溫和（hé）冷卻(B2鋼（gāng）、45Cr2NiMoVSi)】。

⑶冷卻。保溫結束後出爐空冷。

燕尾部分回火要求

燕尾部分（fèn）硬度（dù）要求3.6～3.8dB。為保證燕尾（wěi）部分的硬度合格，應使用（yòng）專用加熱爐重新加熱（rè）燕尾，回火溫度定為720～740℃，保溫4～5小時，保溫結束後在爐中放至500℃以下吊出空冷。回火時注（zhù）意，翻新次數多厚度薄的模塊要熱爐回火（huǒ），以免時間長，使承擊麵和型槽硬度降低（dī）。在第一次回火（huǒ）之後進行。

錘鍛模具第二次（cì）回火要求

第二次回火應在第一次回火、燕尾回火冷到（dào）室溫後才能進行，第二次回火的溫度一般比（bǐ）第一次的（de）低10～20℃，保溫時間可比第一次回（huí）火縮短（duǎn）20%～25%，保溫（wēn）結束後出爐空冷。其他工藝規程參（cān）照表【鍛（duàn）模在電爐（lú）中的回火保溫（wēn）和冷卻(B2鋼、45Cr2NiMoVSi)】。

熱（rè）處理檢驗

保（bǎo）證熱處理的有效性，是（shì）保證錘鍛模質量（liàng）的（de）關鍵，必須進行外觀、硬度檢（jiǎn）驗，並根據檢驗結果，及時（shí）修訂熱處理工藝參數，保證後期熱處理質量。

⑴外觀檢驗：檢（jiǎn）驗經熱處理後（hòu）錘鍛模具是否有變（biàn）形（xíng），防止變形過大造成後續加工問題。使用（yòng）著（zhe）色探傷，檢驗錘鍛（duàn）模具是否出現裂紋。

⑵硬度檢驗：使用風動（dòng）工具，在模（mó）具承擊（jī）麵、橋部、型槽以及燕尾平麵打磨平麵，打磨深度以見模具原材料火花為（wéi）止，使（shǐ）用布氏硬度計，檢驗（yàn）模具硬度是否合（hé）格。

返淬要求

淬火後（hòu）若硬度不合格，允許對錘鍛模（mó）具進行返淬。返淬前退火及其隨後的淬火均應（yīng）裝箱（xiāng）保護，以防承擊麵和模具型槽進一步氧化脫（tuō）碳。裝箱以幹生鐵屑和6%～8%木炭為保護劑。退火工藝為模塊隨爐升溫至600～650℃預熱（rè）保溫2～3小時，然後隨爐（lú）升（shēng）溫至（zhì）800～820℃保溫，保溫結（jié）束後冷卻。退火保溫時間和冷卻方式（shì）見表【退火保（bǎo）溫時間及冷卻】。返淬溫度可比正常淬火（huǒ）溫度低20℃，保溫時間要適當延長（zhǎng）2～3小時。

錘鍛（duàn）模具翻新的熱處理要求

錘鍛模具失效後，在一（yī）定範圍內允許進行下落翻（fān）新（xīn），在模具下（xià）落後，應進行模具硬度檢查，檢測部位包括（kuò）承擊麵、模（mó）具型槽及（jí）燕尾麵，檢驗是否符合設計要求。

⑴如果硬度檢測合格，可以不進行淬火處理，但是模具加（jiā）工成品後，應進行去應力回火。具（jù）體工藝（yì）為：根據模塊大小在380～400℃預（yù）熱2～3小時、在600～620℃保溫5～10小時後空冷，注意，預熱溫度要比原來回火溫度（dù）低30～50℃。

⑵若硬度檢測不合格，需（xū）要重新熱處理。熱處理方法和返淬處理方法相（xiàng）同。