模具熱處理是做好模具的前提和基礎，如果你的模具熱處理做不好，何談有一個完美的模具呢？

一、我們先來了解一下模具熱處理缺陷原因和如何預防

 模具的熱處理包含了預備熱處理、最終熱處理及表面強化處理。通常熱處理缺陷是指模具在最終熱處理過程中或在以后的工序中以及使用過程中出現的各種缺陷，如淬裂、變形超差、硬度不足、電加工開裂、磨削裂紋、模具的早期破壞等。下面作較細致的分析。

一）淬裂

淬裂的原因及預防措施如下：

1、形狀效應，主要是設計因素造成的，如圓角R過小、孔穴位置設置不當，截面過渡不好。

2、過熱（過燒），主要是由控溫不準或跑溫、工藝設置溫度過高、爐溫不均等因素造成，預防措施包括檢修、校對控溫系統，修正工藝溫度，在工件與爐底板間加墊鐵等。

3、脫碳，主要由過熱（或過燒）、空氣爐無保護加熱、機加余量小，鍛造或預備熱處理殘留脫碳層等因素造成，預防措施為可控氣氛加熱，鹽浴加熱，真空爐、箱式爐采用裝箱保護或使用防氧化涂料；機加工余量加大2～3mm。

4、冷卻不當，主要是冷卻劑選擇不當或過冷造成，應當掌握淬火介質冷卻特性或回火處理。

5、模具鋼材組織不良，如碳化物偏析嚴重，鍛造質量差，預備熱處理方法不當等，預防措施是采用正確的鍛造工藝和合理的預備熱處理制度。

二）硬度不足

硬度不足的原因和預防措施如下：

1、爐或進入冷卻槽方法不當等原因造成，應該修正工藝溫度，檢修校核控溫系統，裝爐時，工件間隔合理擺放均勻，分散入槽，禁止堆積或成捆入槽冷卻。

2、淬火溫度過高，這是由工藝設置溫度不當或控溫系統誤差造成，應當修正工藝溫度，檢修校核控溫系統。

3、過回火，這是由回火溫度設置過高、控溫系統故障誤差或爐溫過高時入爐造成，應當修正工藝溫度，檢修校核控溫系統，不高于設置爐溫裝入。

4、冷卻不當，原因是預冷時間過長，冷卻介質選擇不當，淬火介質溫度漸高而冷卻性能下降，攪拌不良或出槽溫度過高等，措施：出爐、入槽等要快；掌握淬火介質冷卻特性；油溫60～80℃，水溫30℃以下，當淬火量大而使冷卻介質升溫時，應添加冷卻淬火介質或改用其它冷卻槽冷卻；加強冷卻劑的攪拌；在Ms+50℃時取出。

5、脫碳，這是由原材料殘留脫碳層或淬火加熱時造成，預防措施為可控氣氛加熱，鹽浴加熱，真空爐、箱式爐采用裝箱保護或使用防氧化涂料；機加工余量加大2～3mm。

三）變形超差

在機械制造中，熱處理的淬火變形是絕對的，而不變形才是相對的。換句話說，只是一個變形大小的問題。這主要是由于熱處理過程中馬氏體相變具有表面浮凸效應。預防熱處理變形（尺寸變化和形狀變化）是一項非常困難的工作，在許多情況下，不得不依靠經驗加以解決。這是因為不僅鋼種和模具形狀對熱處理變形有影響，不當的碳化物分布狀態及鍛造和熱處理方法同樣會引起或加劇，而且在熱處理諸多條件中，只要某一條件發生變化，鋼件的變形程度就會有很大變化。盡管在相當長時間還主要靠經驗和試探法去解決熱處理變形問題，但正確掌握模具鋼材鍛造、模塊取向、模具形狀、熱處理方法與熱處理變形的關系，從已經積累的實際數據中去把握熱處理變形規律，建立有關熱處理變形的檔案資料，卻是一項極有意義的工作。

四）脫碳

脫碳是由于鋼件在加熱或保溫時，因周圍氣氛的作用，使表面層部分的碳全部或部分喪失的現象和反應。鋼件的脫碳不僅會造成硬度不足、淬裂和熱處理變形及化學熱處理缺陷，而且對疲勞強度、耐磨性及模具性能也有很大影響。

五）放電加工引起的裂紋

在模具制造中，采用放電加工（電脈沖及線切割）是越來越普遍采用的加工方法，但隨著放電加工的廣泛應用，其引起的缺陷也相應增多。由于放電加工是借助于放電所產生的高溫而使模具表面熔化的加工方法，因此，在其加工表面形成白色的放電加工變質層，并產生800MPa左右的拉應力，這樣，在模具的電加工過程中常出現變形或裂紋等缺陷。因此，采用放電加工的模具，必須充分掌握放電加工對模具鋼材的影響，并預先采取相應的預防措施。防止熱處理時的過熱和脫碳，并進行充分回火以降低或消除殘留應力；為了充分消除淬火時產生的內應力，要進行高溫回火，因此應采用能承受高溫回火的鋼種（如DC53型、ASP—23、高速鋼等），以穩定的放電條件進行加工；放電加工后，作穩定化松馳處理；設置合理的工藝孔、槽；充分消除再凝固層，以便在健全的狀態下使用；利用矢量平移原理，對切割前哨已集中的部分內應力切通引流分散釋放。

六）韌性不足

韌性不足的原因可能是淬火溫度過高，且保溫時間過長引起晶粒粗化造成的，或由于沒有避開回火脆性區進行回火。

七）磨削裂紋

當工件內有大量的殘留奧氏體時，在磨削熱的作用下，發生回火轉變，從而產生組織應力，導致工件開裂。其預防措施是：淬火后進行深冷處理或多次重復回火（模具回火一般為2～3次，即使是冷加工用低合金工具鋼也是如此），最大限度地降低殘留奧氏體量。

二、模具熱處理過程中的常見問題

1、H13模具鋼如何熱處理硬度才能達到58℃？

進行1050~1100℃加熱淬火，油淬，可以達到要求，但一般熱作模具是不要求這么高的硬度的，這么高的硬度性能會很差，不好用，一般在HRC46~50性能好、耐用。

2、模具熱處理過后表面用什么洗白？

問題補充：一般模具都用油石先打過再拿去滲氮，滲氮回來又要用油石把那一層黑的擦白，再拋光很麻煩，不擦白打不出鏡面來，材料有H13 的，有進口的好多種，如果有藥水能洗白的話，就可以直接拋光了。

（1）可以用不銹鋼酸洗液，或者鹽酸清洗。噴砂處理也可以。磨床磨的話費用高，而且加工量大，有可能使尺寸不達標的。鹽酸洗不掉的話，估計您用的是高鉻的模具鋼？是D2還是 H13？高鉻模具鋼的氧化層比較難洗掉。用不銹鋼酸洗液應該可以，磨具商店或者不銹鋼商店都有賣的。

（2）你們沒有不銹鋼酸洗膏嗎？那種可以。H13這類含鉻比較高的模具鋼，氧化層是難以用鹽酸洗掉的。還有一個辦法，模具既然已經油石磨過，表面就是比較光滑的。實際上，可以先只用粗的油石打磨，或者用砂帶打磨，之后就去熱處理。回來之后再用細油石打磨。也可以用纖維輪先打磨，就可以有效的把黑皮去除，再研磨拋光。 或者噴砂，用800 目的碳化硼做一遍噴砂試試，應該就能夠去除黑皮，還不需要化太多功夫重磨。

3、熱處理廠對金屬是怎么熱處理的？

熱處理廠的設備非常多，爐子大概有箱式爐，井式爐，箱式爐用的最多，很多熱處理都可以在這里面處理，比如退火，正火和淬火的加熱過程，回火這些常見的熱處理。

其實就是一個用電加熱的爐子，先將爐子升溫到預定溫度，然后把工件丟進去，等待一段時間到預定溫度，然后保溫一段時間，然后取出，或者在爐子里一起冷卻，井式爐一般是作為滲碳處理設備，是一個埋到地下的爐子，工件放進去之后，密封，然后往爐子里面滴入一些富碳液體，比如煤油或則甲醇，然后在高溫下這些液體分解成碳原子滲入工件表面。

淬火池是淬火的場所，就是一個池子，里面有水溶液或者是油，就是箱式爐出來的工件淬火的冷卻的地方，一般就是直接丟進去，然后等一段時間撈出來。還有其他的一些設備，比如高頻機，就是一個可以將 50 赫茲的工頻電變成一個200K 赫茲電流的超大功率的設備，比如常見的有 200 千瓦的最大功率，然后用一個內部通冷卻水的銅管做的線圈放在工件的外面，一般幾十毫米的工件，幾秒種到十幾秒的時候你就看到工 件表面變紅，表面溫度到預定值的時候，然后有一個水套升上來噴淬火液到工件 表面，完成淬火過程。常見的就這些了。

4、我們最近的 Cr12 或 Cr12MoV 的材料熱處理和裂了幾次了，為什么？

五金模具上的最好將零件尺寸、形狀及熱處理要求，和你們采取的熱處理工藝曲線告之，否則很難講。 這兩種鋼是一類，屬高碳高鉻萊氏體鋼，本身就有冷裂傾向。熱處理工藝也較復雜。

下面在沒有上述資料的情況下談些我的經驗： 950-1000C 淬火,油冷,HRC>58. 為獲得熱硬性和高的耐磨性,淬火溫度增高至 1115-1130C,油冷。 細薄的可空冷,為了減少變形也在 400-450C 鹽液冷卻。 不要在 300-375C 回火,會降低工具的韌性，出現回火脆性，另外淬后立即回火。高于 1100C 淬火的,在520C 回火 2-3 次。 請注意過高的淬火溫度會有脫碳的傾向，為此可在淬火前進行預先熱處理--球化退火。

5、怎樣區分熱處理件和沒有熱處理的工件？

問題補充：工人不小心把一個未經熱處理的生件和一批調試好的經過熱處理的工件混在一起，現在如何把他們區分開來，不要切割工件看金相啊，那樣會破壞產品，要急著發貨？熱處理工藝 30Cr 經正火、再淬火、然后回火，生件是 鑄件未經熱處理。兩者都經過了拋丸處理顏變色分不出來了，還有硬度都是在 35-45 之間了，靠硬度無法區分。

如果也不能通過硬度和熱處理氧化色來判別。 建議通過敲擊聲音來辨別。 鑄件和淬火＋回火態工件金相組織不同，內耗有差異，通過輕輕敲擊，可能能分辨。

6、熱處理中的過燒是什么意思？

超過規定加熱溫度，致使晶粒長大，各項力學性能變壞如脆性變大，韌性下降，容易變形和開裂等等，控制好加熱溫度可以避免過燒。指鋼在固液相線的溫度范圍內的某一個溫度以上加熱時， 奧氏體晶界發生了化學 成分變化，局部或整個晶界出現燒熔現象。此時晶界上會富集 S,P等化合物，導致晶界結合力降低，機械性能嚴重惡化。過燒后鋼材不能通過熱處理或加工方法補救。

7、模具淬火裂紋產生的原因及預防措施？

產生原因：

1)模具材料存在嚴重的網狀碳化物偏析。

2)模具中存在有機械加工或冷塑變形應力。

3)模具熱處理操作不當(加熱或冷卻過快、淬火冷卻介質選擇不當、冷卻溫度過低、冷卻時間過長等)。

4)模具形狀復雜、厚薄不均、帶尖角和螺紋孔等，使熱應力和組織應力過大。

5)模具淬火加熱溫度過高產生過熱或過燒。

6)模具淬火后回火不及時或回火保溫時間不足。

7)模具返修淬火加熱時，未經中間退火而再次加熱淬火。

8)模具熱處理的，磨削工藝不當。

9)模具熱處理后電火花加工時，硬化層中存在有高的拉伸應力和顯微裂紋。

預防措施：

1)嚴格控制模具原材料的內在質量

2)改進鍛造和球化退火工藝，消除網狀、帶狀、鏈狀碳化物，改善球化組織的均 勻性。

3)在機械加工后或冷塑變形后的模具應進行去應力退火(>600℃)后再進行加熱 淬火。

4)對形狀復雜的模具應采用石棉堵塞螺紋孔，包扎危險截面和薄壁處，并采用分 級淬火或等溫淬火。

5)返修或翻新模具時需進行退火或高溫回火。

6)模具在淬火加熱時應采取預熱，冷卻時采取預冷措施，并選擇合適淬火介質。

7)應嚴格控制淬火加熱溫度和時間，防止模具過熱和過燒。

8)模具淬火后應及時回火，保溫時間要充分，高合金復雜模具應回火 2-3 次。

9)選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。

10)改進模具電火花加工工藝，并進行去應力回火。

8、怎么進行大型沖壓模具的熱處理？尤其切邊這類模具經常生產有毛刺，不能正常運行的情況。

（1） 模具熱處理盡量選真空熱處理， 以獲得最小的變形量。

（2）模具可采用拼接結構，分成小塊就好熱處理了。最好用慢絲割，精度高、光潔度高、變形小。 間隙有保證，毛刺會小的。 看看你的設備精度是否很差。

（3）切邊毛刺大除了上面的幾位提到的，我認為凸模單邊受力，強度不夠可能 性大。是否凸模太單薄？是否設計靠刀？還有板料熱處理后有殘余應力，線割后會出現變形，可以考慮較大的線割孔預先銑出再熱處理，留3~4mm 線割。

9、我用H13鋼來做熱擠壓模具鍛造工件是黃銅熱處理為45~48°模具直徑120mm，高70mm，工作數小時后模具開裂？

（1）鍛壓溫度大概是900~1000℃？是不是溫度太高了？ 模具使用前沒有經過充分預熱也有可能容易開裂。模具設計不合理也有可能容易開裂。 將模具的回火溫度提高一些，縮小和實際鍛壓溫度的差距，回火實際長一些。

（2）這個要綜合考慮的，必要的時候要做下金相，才能基本判斷原因的哦。

10、模具表面有軟點產生原因及預防？

產生原因：

1)模具在熱處理前表面有氧化皮、銹斑及局部脫碳。

2)模具淬火加熱后，冷卻淬火介質選擇不當，淬火介質中雜質過多或老化。

預防措施：

1)模具熱處理前應去除氧化皮、銹斑，在淬火加熱時適當保護模具表面，應盡量采用真空電爐、鹽浴爐和保護氣氛爐中加熱。

2)模具淬火加熱后冷卻時，應選擇合適的冷卻介質，對長期使用的冷卻介質要經 常進行過濾，或定期更換。

11、模具熱處理前組織不佳？

產生原因：

1)模具鋼材料原始組織存在嚴重碳化物偏析。

2)鍛造工藝不佳，如鍛造加熱溫度過高、變形量小、停鍛溫度高、鍛后冷卻速度緩慢等，使鍛造組織粗大并有網狀、帶狀及鏈狀碳化物存在，使球化退火時難以 消除。

3)球化退火工藝不佳，如退火溫度過高或過低，等溫退火時間短等，可造成球化退火組織不均或球化不良。

預防措施：

1)一般應根據模具的工作條件、生產批量及材料本身的強韌化性能，盡量選擇品質好的模具鋼材料。

2)改進鍛造工藝或采用正火預備熱處理， 來消除原材料中網狀和鏈狀碳化物及碳 化物的不均勻性。

3)對無法進行鍛造的碳化物偏析嚴重的高碳模具鋼可進行固溶細化熱處理。

4)對鍛造后的模坯制定正確的球化退火工藝規范，可采用調質熱處理和快速勻細 球化退火工。

5)合理裝爐，保證爐內模坯溫度的均勻性。

12、模具淬火后組織粗大，使用時將會使模具產生斷裂，嚴重影響模具的使用壽命？

產生的原因：

1)模具鋼材混淆，實際鋼材淬火溫度遠低于要求模具材料的淬火溫度(如把 GCr15 鋼當成3Cr2W8V 鋼)。

2)模具鋼淬火前未進行正確的球化處理工藝，球化組織不良。

3)模具淬火加熱溫度過高或保溫時間過長。

4)模具在爐中放置位置不當，在靠近電極或加熱元件區易產生過熱。

5)對截面變化較大的模具，淬火加熱工藝參數選擇不當，在薄截面和尖角處產生過熱。

預防措施：

1)鋼材入庫前應嚴格進行檢驗，嚴防鋼材混淆亂放。

2)模具淬火前應進行正確的鍛造和球化退火，以確保良好的球化組織。

3)正確制定模具淬火加熱工藝規范，嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間。

4)定期檢測和校正測溫儀表，保證儀表正常工作。

5)模具在爐中加熱時應與電極或加熱元件保持適當的距離。

13、用 Cr12MoV 鋼制造冷模具應如何進行熱處理？

高硬度高耐磨高韌性優化處理：980~1200℃加熱淬火，油淬（機油）400 ℃回火一次，240 ℃回火一次，HRC57~61，超耐用不崩刃。

14、H13模具鋼熱處理后出現裂是什么原因，淬火溫度是1100 ℃，放在油中冷卻？

可以進行金相分析,看表面是否有材料是否有脫碳現象,開裂的話一般都是脫碳引起,H13 一般都是做擠壓模,對材料的硬度要求不是很高,你用的是不是真空 爐建議用 1030~1050℃試下。.

15、模具的導柱導套通常采用什么材料？采用何種熱處理，達到怎樣的性能要求？

（1）在內地用45#碳素結構鋼或碳素工具鋼，熱處理淬火硬度 HRC45 左右，達不到HRC58~62，就是到了那么高，很易斷。

（2）一板高要求的是用SKD61或SKD11和H13等熱處理淬火硬度HRC51左右。

16. 模具制造中熱處理的用途？怎樣應用？

問題補充：是不是模板加工好以后進行熱處理，主要是哪個環節？

模具制造中熱處理的作用: 提高硬度、耐磨性，從而提高其壽命；強度加強，變形減小，保證模具的精度和精度穩定性。

17、模具的失效原因分析？

失效大部分是由斷裂、磨損和變形而引起，其主要原因是熱處理不當和模具加工不良。因此，合理選擇材料、正確制訂熱處理工藝，提高熱處理質量，對于延長模具使用壽命起著關鍵作用。模具熱處理包括預先熱處理和最終熱處理，熱處理的最終目的是使模具有良好的表面質量和強度、塑性和韌性的合理配合。

18、Cr12mov 模具鋼熱處理后出現一塊一塊的掉的原因？

（1）你可能是在淬火時，超過溫度太多，過熱，造成晶粒粗，脫碳嚴重，馬氏體粗大，斷口粗晶，韌性、塑性低。

（2）加熱溫度過高、保溫時間過長，造成材料表面脫碳嚴重，組織晶粒粗大、 結合力差，塑性顯著降低。

建議：校對加熱設備；調整淬火、回火溫度和時間；做試樣熱處理工藝試驗，進行必要性能測試分析 。

19、鹽浴熱處理的優點？

優點：受熱均勻變形量小，少無氧化脫碳，加熱快，能很快轉變工件內部組 織結構，保溫性能和加熱均勻性能好，可以進行固溶處理加熱，適用性廣泛，可進行近乎無氧化的出貨處理等。

缺點：工作環境惡劣，對工件有一定腐蝕，使用壽命相對較短，工作空間尺寸和 功率來講，功率較大，尺寸較小。而且廢鹽對環境有些污染，如果客戶有對無氧化有較高要求的話可以考慮，成本一般情況。

20、檢驗熱處理效果用什么方法？

簡單的檢查表面硬度。準確的破檢：檢查淬硬層深、心部硬度、淬火金相組織等級、調質金相組織等級。淬硬層深臨界硬度值=淬火硬度最小值 X0.8。

21、模具材料深冷處理的作用有哪些？

深冷處理是淬火后工件冷卻過程的延續，在模具行業中的應用主要體現在冷作模具鋼和高速鋼、軸承鋼，冷作模具和模具配件都有深冷技術應用的案例。深冷將會改變一些相關機械性能，主要作用如下幾點： 提升工件的硬度及強度，保證工件的尺寸精度提高工件的耐磨性，提高工件的沖擊韌性，改善工件內應力分布，提高疲勞強度，提高工件的耐腐蝕性能。

22、熱處理后線割開裂是模板的問題還是熱處理的問題？
（1）有的人認為是熱處理的問題。因為沒有經過熱處理的鋼進行線切割是很難開裂的，線切割開裂是因為切割時出現應力集中。因此熱處理時不光要達到熱處理要求的硬度還必須消除內應力。消除內應力的關鍵就是回火的溫度和回火的時間。若回火溫度太底，回火時間再長內應力也無法消除；若回火溫度太高，雖然消除了應力，但卻不能達到要求；若回火溫度合適，但回火時間太短，應力也無法完全消除。因此熱處理后線切割開裂的關鍵是回火溫度和回火時間的控制。

（2）熱處理后線切割開裂這種情況比較復雜，有模具淬火后回火不充分的可能，也有模具鍛造時存在缺陷的可能。如果是一般的碳鋼模具，回火不充分是主要原因，需要優先考慮，對高合金模具來說，也有可能材料本身存在缺陷，如雜質、 碳化物偏析等情況，這些需要高倍金相檢測才能判斷。

23、Cr12MoV熱處理爆裂原因有哪些？

（1）冷卻介質是否冷卻過快（不能用鹽水，水劑等）

（2）淬火前，可能沒有退好火，造成內應力過大

（3）材料冶金不好(非金屬夾雜物，帶狀組織，共晶碳化物)

（4）淬火時，爐溫升的過快

（5）沒有及時回火

24、什么是非熱處理強化？

表面處理：如鍍硬鉻，增加零件的耐磨性；

噴丸強化：用于承受交變應力下工作的零件，可以大大提高疲勞強度；

滾壓：利用滾壓工具在常溫狀態下對零件表面施加壓力，使金屬表面產生塑性變形，修正金屬表面的微觀幾何形狀，提高表面光潔度，提高零件疲勞強度以及耐磨性和硬度。