高碳高铬冷作模具钢的最终热处理工艺

以Cr12MoV钢为例，介绍常用的三种淬火回火工艺。

　　Cr12MoV钢是目前国内广泛使用的冷作模具钢之一。该钢具有淬透性好硬度高且耐磨、热处理变形小等优点，常用于制作那些承受重负荷、生产批量大、形状复杂的冷作模具，如冷冲、压印、冷镦、冷挤压模等。但该钢的显著缺点是脆性大，常常导致模具的早期失效。因此，如何提高其强韧性，防止模具过早断裂失效，是经常遇到且急需解决的问题。


　　三种淬火回火工艺：

　　1）低淬低回工艺（一次硬化法）：淬火加热温度950~1000℃，回火温度180~ 200℃，可使Cr12MoV钢获得高的硬度(61~63HRC)和韧性，但抗压强度较低。适用于形状复杂的冷冲凸凹模、冷剪切刀等。

　　2）中淬中回工艺：淬火加热温度1030~1050℃，回火温度380~ 400℃，可使Cr12MoV钢获得最好的强韧性，较高的断裂抗力。适用于冷镦模、冷挤压模等。

　　3）高淬高回工艺（二次硬化法）：淬火加热温度1080~1100℃，回火温度490~ 520℃，可使Cr12MoV钢获得良好的热硬性、较高的硬度和耐磨性，但其断裂韧度较低。适用于工作温度高(400~ 500℃)且受载荷不大或淬火后表面需进行氮化处理的模具。

　　淬火温度在1050℃时，硬度达最高值；在1100℃时残留奥氏体可达80%。随加热温度的升高，碳化物溶解量增加，奥氏体合金度增加，淬火后残留奥氏体量增加，硬度下降，体积变化减小；残留奥氏体量增加到一定程度，会抵消马氏体转变所引起的胀大，致使体积变化为零，甚至为负，体积反而缩小。淬火温度的波动可引起组织和性能的较大变化，根据这类钢的这一特点，可选择淬火温度和回火温度来控制模具的变形。当回火温度低于300~ 400℃，由于马氏体分解而尺寸缩小，当在大于450℃回火时，残留奥氏体将转变为马氏体，从而又可引起体积的增加。要消除高温淬火后的残留奥氏体，必须采用490~ 520℃多次回火，可使硬度回升到60~ 62HRC。