当工作温度超过700℃时，一般模具钢的强度急剧下降，为此，国外发展了一些新型的热作模具材料。对于700~800℃的模具，发展了CrMn系和NiCrMn系高温模具钢，如日立金属的5Mn15Cr10V2，大同特殊钢的8Mo2V2钢等，在800℃下抗拉强度可大于600MPa。但该类钢导热性较差，热膨胀系数大，热疲劳性能差。7Mn15Cr2A13V2WMo钢是我国研制的无磁钢，应用较多，经高温固溶处理后的组织为奥氏体和少量的碳化物，固溶处理后硬度为20~22HRC左右，时效后的硬度可以达到47HRC左右，可用于高温热作模具

高淬透性锻模用钢一般为中、碳低合金钢。5CrMnMo、5CrNiMn是通用型的热锻模用钢，由于合金元素含量较低，淬透性较差，热稳定性也不高，并且钢中不含V元素，晶粒容易粗大，模具的使用寿命低。为了适应大截面锻锤和锻造压力机的要求，需要较高淬透性和耐回火性的锻模钢，各国均开发了新钢种，如俄罗斯的4XM2φЧ、5X2MHV，UDDEHGLMToughteM钢，日本大同特殊钢的GF78，三菱制钢开发的HD14 (5CrNiMoV)，高周波钢业公司开发的KTVN (5CrNi3MoV)等。西方国家常用的是55NiCrMoV

(1)钢结硬质合金的热加工  钢结硬质合金具有可锻性，经过锻造成形，可提高合金的密度、改善硬质相的分布、减少碳化物偏析，并使材料成形。钢结硬质合金的可锻性，取决于硬质相和钢基体的比例和钢基体的可塑性。中低合金钢钢结硬质合金具有良好的可锻性，锻前要对原材料进行检验，去除有孔洞、鼓泡、裂纹、分层、欠烧、严重渗碳、合金流散等粉末冶金生产中常见缺陷的坯料。由于钢结硬质合金导热性比较差，加热应缓慢、均匀，预热要充分，要防止氧化、脱碳。始锻温度可以适当提高，以增加模坯的塑性。始锻温度一般在1150～1200

钢结硬质合金是以碳化物为硬质相，以钢为粘结相，用粉末冶金方法制成。这种合金用铁及其他合金元素粉末或高速钢粉末代替钴粉作粘结剂，碳化物粉末的比例比一般硬质合金少得多，大约为30%，因此其热硬性、耐磨性比一般硬质合金差，但比高速钢好，而韧性比一般硬质合金强，可进行冷热加工及热处理。钢结硬质合金经退火后，可进行切削加工，经淬火、回火后，具有相当于硬质合金的高硬度和耐磨性和一定的耐热、耐蚀及抗氧化性，也可进行焊接和锻造。钢结硬质合金经球化退火后供应。常用的钢结硬质合金有GT35、TLW50、TLMW50、GW50和DT等。

热挤压模具的制造工艺路线一般为：下料→锻造→预备热处理→机械加工→淬、回火→精加工。下面小编就来分析各热加工工序的工艺特点：(1)锻造工艺热挤压模用钢多为高合金钢，所以模坯需经良好的锻造，尤其是含钼的热作模具钢，要注意锻造加热温度和保温时间的控制，以避免严重脱碳导致模具早期失效。(2)预备热处理1)退火。热挤压模具的退火工艺主要在于选择退火温度，保证充分的保温时间，并以合适的冷却速度冷却。另外，为了确保良好的耐磨性，在淬火后需保留一定数量的碳化物，由于碳化物的形状对

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。(1)常规淬火工艺淬火与回火：1)小型锻模：由于小型模锻件冷却比较快，强度较高，故锻模需具有较高的耐磨性，硬度应在40~44HRC范围内。2)中型锻模：中型锻模加工较大的锻件，允许有较低的硬度36～41HRC。3)大型锻模：大型锻模由于锻模尺寸很大，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

(1)压铸模制造工艺路线一般压铸模：锻造→退火→机械加工→稳定化处理→精加工成形→淬火及回火→钳工修配→发蓝处理。形状复杂、精度要求高的压铸模：锻造→退火→粗加工→调质→精加工成形→钳工修配→氮化（或软氮化）→研磨抛光。(2)压铸模的热处理特点1)压铸模型腔比较复杂，在粗加工和半精加工时会产生较大的内应力。为了减小淬火变形，在粗加工之后应进行去应力退火，其工艺为650～680℃

为了预防和消除精密模具零部件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150~250℃）、精加工前，把工件重新加热到温度100~150℃，保持时间5~20h，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。进行时效处理，可以消除残余应力，稳定钢的组织和尺寸，改善力学性能等。若采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的工艺，称为人工时效处理，若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。马氏体时效钢淬火时会发生组织转变，形成马氏体。马氏体就是一种过饱和固溶体。这种钢也可

回火是将经过淬火处理的工件加热到临界相变点Ac1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。其目的包括：1)降低脆性，消除或减少内应力。2)通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性、塑性，获得工件所要求的力学性能。3)稳定工件尺寸。4)对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。1．低温回火(150~250℃)低温回火的目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆

淬火就是将钢加热到一定温度，保温一段时间后，在一定介质中快速冷却的热处理工艺。在淬火时，最常用的冷却介质是盐水、水和油。盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。(1)淬火的目的  是为了提高工件的硬度和耐磨性。主要应用于模具中的凸模、凹模、凸凹模、以及其他需要硬度高而且耐磨的零件。(2)淬火的方法  是把工件加热到其临界相变点

正火就是将钢加热到一定温度以上，保持一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。通常在正火时将钢件加热到临界相变点Ac3（或Accm）以上30～50℃，保温适当的时间后，然后在静止的空气中冷却。如把钢件加热到临界相变点Ac3以上100~150℃的正火则被称为高温正火。对于中、低碳钢的铸、锻件正火的主要目的是细化组织。与退火相比，正火后珠光体片层较细，铁素体晶粒也比较细小，因而强度和硬度较高。低碳钢由于退火后硬度太低，在切削加工时发生粘刀现象，可加工性差，通过正火提高硬度，可改善可加工性，某些中碳结构钢可用正火代替调质，简化

均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性，将其加热到高温，长时间保温，然后进行缓慢冷却，以化学成分和组织均匀化为目的的退火工艺。均匀化退火的加热温度一般为临界相变点Ac2+(150~200℃)，即1050~1150℃，保温时间一般为10～15h，以保证扩散充分进行，达到消除或减少成分或组织不均匀的目的。由于扩散退火的加热温度高，时间长，晶粒粗大，为此，扩散退火后再进行完全退火或正火，使组织重新细化。 再结晶退火是将经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶

模具球化退火最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到临界相变点AC1以上20～30℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后，随炉冷却到略低于临界相变点Ar1的温度进行等温，等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比，等温球化退火不仅可缩短周期，而且可使球化组织均匀，并能严格地控制退火后的硬度。球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢。其主要目的在于降低硬度，改善可加工性

等温退火是将钢件或毛坯件加热到高于临界相变点AC3（或AC1）温度，保持适当时间后，较快地冷却到珠光体温度区间的某一温度并等温保持，使奥氏体转变为珠光体型组织，然后在空气中冷却的退火工艺。等温退火工艺应用于中碳合金钢和低合金钢，其目的是细化组织和降低硬度。亚共析钢加热温度为临界相变点AC3+(30~50)℃，过共析钢加热温度为临界相变点AC3+(20~40)℃，保持一定时间，随炉冷至稍低于临界相变点Ar3温度进行等温转变，然后出炉空冷。等温退火组织与硬度比完全退火更为均匀。

将亚共析钢加热至临界相变点AC3以上20~30℃，保温足够时间奥氏体化后，随炉缓慢冷却，从而得到接近平衡的组织，这种热处理工艺称为完全退火。所谓“完全”是指退火时钢的内部组织全部进行了重结晶。通过完全退火来细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，便于切削加工，并为加工后零件的淬火做好组织准备。完全退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸、锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般作为一些不重要工件的最终热处理，或作为某些工件的预备热处理。不完全退火是将铁碳合金加热到临界相变点Ac1~Ac

模具的常规热处理就是将钢在固态下施以不同的加热、保温和冷却，以改变其内部组织结构，获得所需性能的一种加工工艺。在常规热处理工艺中，钢加热的目的主要是获得奥氏体组织，因此习惯上把钢从室温组织加热到奥氏体状态的过程称为钢的奥氏体化。其最基本的类型根据加热和冷却方法不同，包括有退火、正火、淬火、回火、时效等。将钢材加热到一定温度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500℃以下在空气中冷却的热处理工艺称为退火。退火的目的：1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。2)细化晶粒，消除因铸、

去应力退火又称低温退火，这种退火主要用来消除铸件、锻件、焊接件、热轧件、冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。去应力退火的加热温度低于相变温度A1，因此，在整个热处理过程中不发生组织转变。内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。为了使工件内应力消除得更彻底，在加热时应控制加热温度。一般是低温进炉，然后以100℃/h左右的加热速度加热到规定温度。焊接件的加热温度应略高于600℃。保温时间视情况而定，通常为2～4h。铸件去应力退火的保温时间取

渗铬具有优良的耐磨性、抗高温氧化性和耐磨损性能。适用于碳钢、合金钢和镍基或钴基合金工件。模具零件的渗铬是在硼砂为主的盐浴坩埚炉中进行的。盐浴渗铬渗剂配比（质量分数）：10%~12% Cr2O3粉+3%~5% Al粉+85%～90% Na2B4O7。渗铬处理工艺为：温度950℃，时间4～6h。渗铬工序为：把工件浸入盐浴中，取出直接淬火、回火后，再清理表面。用于制作冷作模具的45、65 Mn、Cr12MoV、W18Cr4V钢等，于(980±10)℃渗铬6h后，由(Cr，Fe) 23 C6及(Cr，Fe)7

渗铬是通过加热扩散将铬元素渗入工件表面而形成无孔隙铬合金层的一种化学热处理方法。相对于电镀层和热喷涂层来说，渗铬层有许多优点：它比一般电镀层厚、无孔、与机体结合牢固，比热喷涂层光洁、致密，更重要的是它可以在形状复杂的工件上得到均匀的渗层，而这点恰恰是电镀层和热喷涂层难以达到的。针对碳的质量分数大于0.3%的中、高碳钢或合金钢，渗铬时铬与钢中的碳形成碳化物型渗铬层，其硬度可高达1200～1800HV，可提高模具的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性和冷热疲劳抗力，适用于既要求耐磨又要求耐腐蚀的场合，以提高模具使用寿命。

将工件置于能产生活性硼的介质中，经过加热、保温，使硼原子渗入工件表面形成硼化物层的过程称为渗硼。渗硼是继渗碳、氮之后发展起来的一项提高表面耐磨性的有效方法。金属零件渗硼后，表面形成的硼化物( FeB、Fe2B、TiB2、ZrB2、VB2、CrB2)及碳化硼等硬度极高(1300~2000HV)的化合物，热稳定好。其耐磨性、耐蚀性、耐热性均比渗碳和渗氮高，可广泛用于模具表面强化，尤其适合在磨粒磨损条件下的模具。根据采用介质的不同，渗硼分为固体法、液体法和气体法。但由于气体渗硼采用乙硼烷或三氯化硼气体，前者不稳定易爆炸，