渗碳型塑料模具用钢主要用于冷挤压成型的塑料模。为了便于冷挤压成型，这类钢在退火态须有高的塑性和低的变形抗力，因此，对这类钢要求有低的或超低的含碳量，为了提高模具的耐磨性，这类钢在冷挤压成型后一般都进行渗碳和淬回火处理，表面硬度可达58~62HRC。此类钢国外有专用钢种，如瑞典的8416、美国的P2和P4等。国内常采用工业纯铁（如DT1和DT2）、20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢，以及国内最新研制的冷成型专用钢IJJ。(1) LJ钢1)化学成分。表4-10是LJ钢的化学成分。表1 &n

为了提高塑料模表面耐磨性和耐蚀性，常对其进行适当的表面处理。1)塑料模镀铬是一种应用最多的表面处理方法，镀铬层在大气中具有强烈的钝化能力，能长久保持金属光泽，在多种酸性介质中均不发生化学反应。镀层硬度达1000HV，因而具有优良的耐磨性。镀铬层还具有较高的耐热性，在空气中加热到500℃时其外观和硬度仍无明显变化。2)渗氮具有处理温度低（一般为550~570℃），模具变形甚微和渗层硬度高（可达1000~1200HV）等优点，因而也非常适合塑料模的表面处理。含有铬、钼、铝、钒和钛等合金元素的钢种比碳钢有更好的渗氮性能，

淬硬钢塑料模的热处理特点主要有以下三个：1、形状比较复杂的模具，在粗加工以后即进行热处理，然后进行精加工，才能保证热处理时变形最小，对于精密模具，变形量应小于0. 05%。2、塑料模型腔表面要求十分严格，因此在淬火加热过程中要确保型腔表面不氧化、不脱碳、不侵蚀、不过热等。应在保护气氛炉中或在严格脱氧后的盐浴炉中加热，若采用普通箱式电阻炉加热，应在模膛面上涂保护剂，同时要控制加热速度，冷却时应选择比较缓和的冷却介质，控制冷却速度，以避免在淬火过程中产生变形、开裂而报废。一般以热浴淬火为佳，也可采用预冷淬火的方式。3、

T8钢可淬性高，但淬透性差，淬火变形较大，耐磨性良好，可加工性良好，耐热性差。用于制造要求耐磨性高的结构零件及尺寸小，形状简单，一般要求的成型零件。热处理工艺：①760~780℃水淬，180~200℃回火。抗拉强度为2050~2100MPa，硬度为60~63HRC，耐磨性一般，可加工性优，淬透性差，淬火不变形性差，耐热性差；②790~810℃碱浴淬火，180~200℃回火。抗拉强度为2150～2250MPa，硬度为62～64HRC。  T10钢热处理工艺：①770~790℃水淬，180~200℃

1、预硬钢是以预硬态供货的，一般不需热处理，但有时需进行改锻，改锻后的模坯必须进行热处理。2、预硬钢的预备热处理通常采用球化退火，目的是消除锻造应力，获得均匀的球状珠光体组织，降低硬度，提高塑性，改善模坯的可加工性能或冷挤压成型性能。3、预硬钢的预硬处理工艺简单，多数采用调质处理，调质后获得回火索氏体组织。高温回火的温度范围很宽能够满足模具的各种工作硬度要求。由于这类钢淬透性良好，淬火时可采用油冷、空冷或硝盐分级淬火。表4-8所示为部分预硬钢的预硬处理工艺。表1  部分预硬钢的预硬处理工艺

2Cr13钢，马氏体钢，调质后具有较高强度、韧性和耐蚀性，耐磨性优，可加工性良好，淬透性良好，淬火不变形性良好，耐热性一般。调质并氮化后获得高耐磨性和耐蚀性。热处理工艺：①1010~1030℃油淬，650~ 700℃回火。抗拉强度为900~ 750MPa，伸长率为>14%，冲击韧度为75(kg·m/mm²)，硬度为230~375HBW，耐磨性差，可加工性良好，淬透性良好，淬火不变形性良好，耐热性一般，耐蚀性良好；②1010~1030℃油淬，650~ 700℃回火，再氮化。硬度为800~

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。