摘要：文章主要简述了钢的热处理原理和几种主要冷作模具的热处理特点及其对模具的影
响。

 

　　关键词：冷作模具；热处理；冲载模；冷挤压模

 

　　中图分类号：

TG142 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）24-0071-03 

　　冷作模具一直是应用广泛的一类模具，其产值占模具产值的

1/3 左右。冷作模具质量的

好坏将直接影响其制品的质量，模具的寿命又决定着零件的生产成本及经济效益。实践证明，
模具的淬火变形与开裂以及使用过程中的早期开裂，虽然与材料的冶金质量、锻造质量、模
具结构及加工有关，但与模具的热处理加工关系更大。根据模具失效原因的分析统计，热处
理引起的失效占

5/100 以上。因此，在模具材料选定之后，还必须配以正确的热处理，才能

保证模具的性能和使用寿命。

 

　　

1 钢的热处理原理 

　　

1.1 钢在加热时的金相转变 

　　

1.1.1 奥氏体的形成。共析钢的奥氏体化过程是共析钢在 A1 温度以下为 P，将其缓慢加

热到

A1 温度以上，在一定的加热温度下要发生 P 体向 A 体的转变，这是一个重结晶的过

程，是需要通过铁碳原子的扩散、形核、长大和成分的均匀化过程来完成的。共析钢的奥氏体
化过程分为以下四个阶段：奥氏体形核；奥氏体晶核长大；残余

Fe3C 的溶解；奥氏体成

分均匀化。

 

　　

1.1.2 奥氏体晶粒的长大。奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。分为 00，0，1，2

…10 等

十二个等级，其中常用的

1 级至 10 级，4 级以下为粗晶粒，5 级至 8 级为细晶粒，8 级以上

为超细晶粒。

 

　　

1.2 钢在冷却时的转变 

　　钢奥氏体化后，冷却有两种方式，等温和连续冷却。

 

　　

1.2.1 过冷奥氏体的等温转变。根据转变的温度不同，过冷奥氏体发生三种不同的转变 ：

 
　　

A1 至 550

℃为高温转变区，转变产物为珠光体（P）。 

　　

550

℃至 Ms 为中温转变区，转变产物为贝氏体（B）。 

　　

Ms 至 Mf 为低温转变区，转变产物为马氏体（M）。 

　　

1.2.2 过冷奥氏体的连续冷却转变。（1）共析碳钢过冷奥氏体连续冷却转变产物的组织

和 性 能 ： 随 炉 冷

P  170 ～ 220HBS （ 700

℃ ～ 650℃ ） ； 空 冷 S  25 ～ 35HRC （ 650℃ ～

600

℃）。（2）马氏体转变：当冷速>马氏体临界冷却速度 VK 时，奥氏体发生 M 转变，即

碳溶于

α-Fe 中的过饱和固溶体，称为马氏体。 

　　

2 冷作模具的工作条件 

　　冷作模具一般是指材料在室温状态下进行加工的模具。按照冷作模具的工作情况可以将
其分为：冲裁模、拉伸模、冷镦模和冷挤压模四大类。冲裁模在冷冲压过程中，由于被冲材料
的变形抗力比较大，模具的工作部分特别是刃口受到强烈的摩擦和挤压，所以模具应具有
高的硬度、强度和耐磨性。另外，冲模在工作过程中受到冲击力的作用，对模具的韧性也有
一定的要求，特别是当冲压厚钢板或冲压孔径较小的厚钢板时，要求模具有较好的韧性。对
于拉伸模，主要要求其工作部分具有高的耐磨性、良好的抗粘附性和一定的韧性，其中耐磨
性是决定模具寿命的关键性能。粘附是拉伸过程中常出现的问题，是金属受力流动成型过程
中与模具型腔粘结成瘤的现象，继续拉伸将使零件表面光洁度变坏，严重时则无法继续工
作。

 

　　

3 冷作模具的制造工艺路线 

　　通常冷作模具的制造工艺路线有以下三种：

 

　　一般成形冷作模具：锻造

→球化退火→机械加工成形→淬火和回火→钳修装配。