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热挤压模具的失效形式及其热处理工艺

热挤压模具的失效形式及其热处理工艺

热挤压模具常见失效形式有早期脆断、热疲劳、疲劳断裂、堆塌以及磨损等，故要求热挤压模具具有高的断裂抗力、抗压以及抗拉强度和屈服强度，良好的冲击和断裂韧性，抗回火能力强，具有高温强度和高的强度等，另外还要具有高的导热性和小的膨胀系数，高的抗氧化能力等。
常用的模具钢有3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、3Cr3Mo3VNb、5Cr4W5Mo2V、5Cr4Mo3SiMnVAl、4Cr3Mo3W4VNb、4Cr5MoSiV、4Cr5W2VSi等，其热处理的要求如下。

①热挤压模具在锻造后应进行球化退火处理，可以降低锻件的硬度，便于进行机械加工、细化晶粒以及为最后的热处理作好组织上的准备。

②对于中碳高合金钢的大截面，容易出现沿晶链状碳化物，对于模具的性能有直接的影响，故需要进行正火处理加以消除。

③钢的热处理工艺规范和要求见表1。应当注意的是模具钢在淬火加热前应进行一次或两次预热，确保内外温度的一致，可有效减少热处理畸变。

④淬火加热时间的选择应确保组织转变的完成和获得要求的合金元素的固溶程度，时间过短则固溶的合金元素过少，降低了模具的红硬性以及抗回火能力，一般而言在盐浴炉中的保温系数为0.4～0.6min/mm。

表1   热挤压模具钢的热处理工艺规范与要求

材质 淬火温度/℃ 回火规范 回火硬度（HRC）
温度/℃ 时间/h 次数 冷却介质  
1050 560～580
600～640		 ＞2 ＞1 空气、油 44～48
40～44
3Cr2W8V 1100～1150 600～620
640～660		 ≥1 ≥2 44～48
40～44
3Cr3Mo3W2V 1030～1050 650～660
600～620		 ≥2 38～44
48～52
3Cr3Mo3VNb 1070～1090 610～630  45～47
4Cr5W2VSi 1050～1100 580～620
520～560		 48～52
52～56
4Cr3Mo3W4VNb 1170～1190 620～640 50～52
5Cr4W5Mo2V 1120～1140 620～640 49～51
5Cr4Mo3SiMnVAl 1090～1100 580～600 53～55

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