目前，國(guó)內(nèi)使用的錘鍛模材料大多采用5Cr Ni Mo 、5Cr Mn Mo 。我們的鍛造毛坯大多是中小型鍛件奈揩，宜采用5Cr Mn Mo 、5Cr Ni Mo 材料制作的模具卑托。根據(jù)我們多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)效蝎，錘鍛模模具失效的原因，大都集中在以下幾個(gè)方面: 型腔尺寸磨損和產(chǎn)生縱向裂紋势粱、橫向裂紋腰燕，以及網(wǎng)狀裂紋( 龜裂) ，即所謂熱疲勞裂紋食土。造成這些失效的原因是多方面的衔帚，涉及原材料的問題，模具毛坯鍛造金屬的組織成分医熊，模具毛坯鍛造溫度的合理選擇浴魏，模具的幾何形狀，模具的熱處理工藝及質(zhì)量等多方面蚯唱。

　　一文宜、錘鍛模選材依據(jù)

　　1. 熱鍛模工作條件

　　熱鍛模在高溫下通過沖擊加壓、強(qiáng)制金屬成形哗蜈。模具在工作過程中經(jīng)受巨大的負(fù)荷野建，同時(shí)經(jīng)受壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和附加彎曲應(yīng)力恬叹，被鍛金屬在模具型腔內(nèi)流動(dòng)又產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦力，型腔表面金屬與高溫金屬接觸同眯，被加熱至300 ～400 ℃绽昼，局部高達(dá)500 ～600 ℃，加上經(jīng)常受到反復(fù)加熱和冷卻须蜗，極易產(chǎn)生熱疲勞裂紋硅确。

　　2. 熱鍛模性能要求

　　在工作溫度下保持高的強(qiáng)度及良好的沖擊韌度，良好的抗熱燒蝕性( 包括高的熱疲勞抗力明肮、抗氧化性和熱強(qiáng)性) 和抗熱沖刷能力以及高的淬透性菱农、良好的導(dǎo)熱性缭付。

　　根據(jù)熱鍛模的工作條件和性能要求，淮北礦業(yè)集團(tuán)機(jī)電裝備有限責(zé)任公司選用5Cr Ni Mo 循未、5Cr MnMo 為模具材料陷猫。

　　5Cr Ni Mo 鋼具有高的淬透性和良好的綜合力學(xué)性能，適宜制造形狀復(fù)雜岩哥、沖擊載荷大的大型鍛模在轮。5Cr Mn Mo 鋼以Mn 代替Ni ，強(qiáng)度雖然沒有降低复罕，但高溫下的塑性铣碴、韌性降低，而且淬透性比5Cr Ni Mo 低塑业、過熱敏感性稍大箱仰，因此5Cr Mn Mo 適合制造中小型鍛模、熱壓模低柑。

　　二屁膝、模具制造工藝路線

　　熱鍛模具的制造工藝路線一般為鍛造→退火→加工成形→淬火、回火网赤。小型模具因形狀簡(jiǎn)單使萨、硬度高、不易加工族延，所以先加工或淬火锰扶、回火。大中型鍛模先粗加工寝受，再淬火坷牛、回火及機(jī)加工。

　　1. 毛坯制作( 鍛造)

　　5Cr Ni Mo 很澄、5Cr Mn Mo 熱作鍛模鋼的組織和性能與合金調(diào)質(zhì)鋼有許多相似之處京闰，屬于亞共析鋼。為消除軋材組織的方向性甩苛，使其盡可能得到均勻的組織和性能蹂楣，以承受工作中的高應(yīng)力和沖擊，必須通過軋制或鍛造讯蒲，破壞其碳化物骨架痊土，減少碳化物的不均勻性∧郑淮北礦業(yè)集團(tuán)機(jī)電裝備有限責(zé)任公司采用鍛造方法進(jìn)行毛坯制作赁酝，毛坯鐓粗、拔長(zhǎng)交替次數(shù)不少于3 次旭等，始鍛溫度1100 ～1180 ℃酌呆，終鍛溫度850 ～880 ℃总党，總鍛造比不小于10 ，鍛造后緩冷忱脆，以防產(chǎn)生白點(diǎn)和形成馬氏體組織橘匿。

　　2. 退火

　　為便于機(jī)加工及改善化學(xué)成分的偏析和組織的不均勻性，我們通常采用完全退火進(jìn)行預(yù)先熱處理曼沐。

　　三泛红、最終熱處理

　　鍛模經(jīng)上述鍛造，小型模具精加工搏贤、中大型模具粗加工后麻镶，為賦予模具最終的力學(xué)性能，要進(jìn)行淬火和高溫回火匿胎，使基體組織獲得所要求的組織端葵，以保證較高的強(qiáng)度和韌性。

　　由于熱鍛模具鋼淬透性好公垒，可采用油冷新框，同時(shí)我公司在模具制作的過程中，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)队魏、模具用于被施鍛件的結(jié)構(gòu)公般、材質(zhì)，模具所要求的硬度和韌性性能等要求胡桨，選擇常規(guī)淬火熱處理官帘、等溫淬火熱處理和高溫淬火熱處理三種工藝方法，即采用840 ～860 ℃ 淬火或900 ℃高溫淬火及不同的冷卻方式昧谊，采用同樣的回火處理工藝刽虹，來獲得不同的強(qiáng)塑性配合，以提高模具的使用壽命呢诬。

　　1. 常規(guī)淬火熱處理工藝

　　以往我們?cè)谀＞呓?jīng)預(yù)先退火處理后涌哲，為賦予模具最終的力學(xué)性能，使模具達(dá)到所要求的性能尚镰，常采用圖1所示熱處理阀圾。為減少內(nèi)應(yīng)力與變形，鍛模自爐內(nèi)取出后狗唉，在空氣中預(yù)冷至800 ℃初烘，然后油淬，淬火冷卻200 ℃左右及時(shí)回火草悦。回火目的在于保留較多的殘余奧氏體匠凤，避免淬火開裂蝠兽，但由于熱鍛模蓄熱能量很大衡孽，當(dāng)表面溫度冷到200 ℃左右出油時(shí)，心部溫度仍很高警综，這樣心部大量的殘余奧氏體在回火時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)變成珠光體或粗大的上貝氏體組織谨寂。上貝氏體組織是在鐵素體片層間?布有斷續(xù)碳化物的組織，裂紋擴(kuò)展阻力小呵寂，這種組織難以最大限度地發(fā)揮材料強(qiáng)韌性的潛力脆携，模具使用壽命較低，使用過程中常出現(xiàn)早期斷裂豌魏。

　　2. 等溫淬火熱處理工藝

　　鍛模經(jīng)上述鍛造瞭核、退火、粗加工和精加工后唉私，進(jìn)行等溫淬火和回火绎蒙，使基體組織獲得針狀馬氏體下貝氏體復(fù)相組織，可充分發(fā)揮下貝氏體的優(yōu)勢(shì)捻爷。下貝氏體組織是在過飽和鐵素體中分布有彌散細(xì)小的碳化物辈灼，裂紋擴(kuò)展阻力較大和板條狀( 位錯(cuò)型) 馬氏體相近似，在塑性良好的情況下具有較高強(qiáng)度也榄，這樣在硬度基本相同的情況下巡莹，沖擊韌度會(huì)顯著提高，而模具的耐磨性不足甜紫，但可采用工作型腔磨損強(qiáng)烈的部分進(jìn)行輪廓感應(yīng)淬火方法降宅，以提高模具的使用壽命。

　　3. 高溫淬火熱處理工藝

　　為進(jìn)一步提高模具的壽命棵介，提高模具的淬火溫度,即對(duì)上述常規(guī)熱處理工藝進(jìn)行調(diào)整钉鸯，在其他工藝參數(shù)不變的條件下，將淬火溫度提高至900 ℃  邮辽，模具的使用壽命提高2. 5 倍唠雕。淬火溫度的提高雖然使奧氏體晶粒顯著粗化，但斷裂韌性卻提高了70 % ～125 % 吨述，這主要是因?yàn)檫^熱淬火改善了模具的斷裂韌性岩睁。其改變機(jī)理主要有以下幾個(gè)方面：

　　( 1) 增加了殘余奧氏體量，而且殘余奧氏體的薄片包圍在馬氏體片周圍阅王。裂紋在通過馬氏體而交接到殘余奧氏體時(shí)便停止下來湖生，因此薄層狀?yuàn)W氏體具有阻礙裂紋擴(kuò)展的作用。

　　( 2) 5CrNi Mo 培扳、5CrMnMo 在普通加熱時(shí)產(chǎn)生大量孿晶型馬氏體( 片狀馬氏體) 澳敞，而過熱淬火時(shí)可產(chǎn)生較多的板條狀( 位錯(cuò)型) 馬氏體。板條狀馬氏體具有較高的強(qiáng)度和韌性硫薇，裂紋擴(kuò)展阻力較大使韌性提高宴宠，故過熱淬火多用于要求強(qiáng)韌化的熱處理澳券，以提高模具的使用壽命。

　　( 3) 碳化物及夾雜物能溶入奧氏體碾危，減少了形成微孔的核心乎渊。

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