1.熱作模具的工作條件和對模具材料的性能要求
熱作模具主要用于熱壓力加工（包括錘模鍛、熱擠壓、熱鐓鍛、精密鍛造、高速鍛造等)和壓力鑄造，也包括塑料成型。
熱鍛模，承受著較大的沖擊載荷和工作壓力，模具的型腔除產(chǎn)生劇烈的摩擦外，還經(jīng)常與被加熱到1050~1200℃高溫的毛坯接觸，型腔表面溫度一般在400℃以上，有時(shí)能達(dá)到600~700℃，隨后又經(jīng)水、油或壓縮空氣對鍛模進(jìn)行冷卻，這樣冷熱反復(fù)交替使模具極易產(chǎn)生熱疲勞裂紋。因此要求熱鍛模材料要具有較高的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性(即紅硬性)、適當(dāng)?shù)臎_擊韌性和盡可能高的導(dǎo)熱性、良好的耐磨性和耐熱疲勞性，在工藝性能方面具有高的淬透性和良好的切削加工件能。
近年來被推廣的熱擠壓、熱鐓鍛、精密鍛造、高速鍛造等先進(jìn)工藝，由于模具的工作條件比一般熱鍛模更為惡劣，因此對模具材料提出了更高的要求。這些模具在工作時(shí)需長時(shí)間與被變形加工的金屬相接觸，或承受較大的打擊能量，模具型腔的受熱程度往往比錘鍛模具高，承受的負(fù)荷也比錘鍛模大，尤其是黑色金屬擠壓和高速鍛造，模具型腔表面溫度通常在700℃以上，高速鍛造時(shí)，型腔表面的加熱速度為2000~4000℃/s，溫度可達(dá)950℃左右，造成模具壽命顯著下降。所以特別要求模具材料要有高的熱穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度、良好的耐熱疲勞特性能以及高的耐磨性。
2.錘鍛模具的熱處理
常用作錘鍛模的鋼種有5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrMnSiMoV等。5CrNiMo鋼具有高的淬透性，良好的綜合力學(xué)性能，主要用作形狀復(fù)雜、沖擊負(fù)荷大的較大型鍛模。5CrMnMo鋼中不含有Ni，以Mo代替Ni不降低強(qiáng)度，但塑性和韌性降低，適于制造中型鍛模。
5CrNiMo鋼的淬火溫度通常采用830~860℃。由于淬透性高，奧氏體穩(wěn)定性大，冷卻時(shí)可采用空冷、油冷、分級淬火或等溫淬火。一般是淬火前先在空氣中預(yù)冷至750~780℃，
然后油冷到150~180℃左右出油，再行空冷。模具淬火后要立即回火，以防止變形與開裂。
一般熱鍛?；鼗鸷蟮挠捕葻o需太高，以保證所需的韌性。生產(chǎn)上對不同尺寸的熱鍛模有不同硬度要求，因而回火溫度也應(yīng)不同，如小型模的硬度要求44~47HRC，回火溫度可選擇在190~510℃；中型模的硬度要求38~42HR，回火溫度為520~540；大型模具要求34~37HRC，回火溫度為560~580℃。模具淬火后內(nèi)應(yīng)力較大，回火加熱時(shí)應(yīng)緩慢升溫或預(yù)熱(350~400℃)均勻后，升至所需的回火溫度，保溫時(shí)間不少于3h。
3.熱擠壓及壓鑄等模具的熱處理
熱擠壓及壓鑄等模具要求模具鋼有較高的高溫性能，如熱強(qiáng)性、熱疲勞、熱熔損、回火抗力及熱穩(wěn)定性等。因此，此類鋼含有較多的Cr、W、Si、Mo、V等元素，以保證擁有以上性能。我國標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用最多的代表性牌號有3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl、4Cr5MoSiV、4Cr3Mo3SiV、 4Cr5W2VSi等。
3Cr2W8V鋼雖然只含有0.3%~0.4%C，但由于鎢、鉻含量高，組織上仍屬于過共析鋼。其工藝性能、熱處理規(guī)范與Crl2MoV鋼頗為類似。退火工藝為830~850℃保溫3~4h，常用的淬火處理溫度為1050~1150℃，除緩慢加熱外，大件或復(fù)雜模具應(yīng)在800~850℃預(yù)熱均溫，回火時(shí)也有二次硬化現(xiàn)象，回火選擇550~620℃的高溫回火。
3Cr2W8V鋼廣泛用做黑色和有色金屬熱擠壓模以及Cu、Al合金的壓鑄模。這種鋼的熱穩(wěn)定性高，使用溫度達(dá)650℃，但鎢系熱作模具鋼的導(dǎo)熱性低，冷熱疲勞性差。我國在20世紀(jì)80年代初引進(jìn)國外通用的鉻系熱作模具鋼H13(4Cr5MoSiVl)，Hl3鋼的合金含量比3Cr2W8V鋼低，但淬透性、熱強(qiáng)性、熱疲勞性、韌性、塑性都比前者好，在使用溫度不超過600℃時(shí)，代替3Cr2W8V鋼，模具壽命有大幅度提高，因此H13鋼迅速得到推廣應(yīng)用。
H13鋼的熱處理工藝為：退火溫度800~840℃，保溫3~6h，以30℃/h冷至500℃以下空冷，也可以采用球化退火工藝。淬火溫度為1040~1080℃，油冷至500~550℃后出油空冷。回火溫度為580~620℃，保溫2~3，回火2次。經(jīng)上述工藝處理后的H13鋼模具硬度為44~51HRC。
