H13模具钢是压铸模具钢，执行标准GB/T1299—2000；中国牌号4Cr5MoSiV1；H13模具钢是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。抚顺h13模具钢通常用于铝铸件用的压铸模，热挤压模，穿孔用的工具、芯棒、压机锻模；塑料膜等，还广泛应用于铝、铜及其合金的压铸模具，是国际上应用最为广泛的一种压铸模具钢。那么H13模具钢的强韧化热处理方法是怎样呢？   具体步骤：   1）将钢料放入电阻炉中，850-870℃，60-90s/每毫米钢材；   2）1090-1110℃，70-90s/每毫米钢材，油冷或空冷到室温   3）然后将钢料再次放入电阻炉中，700-720℃，90min，空冷到室温；   4）将钢料放入盐浴炉中，升温到940-960℃，60-90s/每毫米钢材；   5）将钢料取出迅速放入温度为730-750℃的盐浴炉中，60-90s/每毫米钢材，然后将钢料取出迅速放入940-960℃的盐浴炉中，60-90s/每毫米钢材；   6）重复进行步骤（5）3-5次后，空冷到室温；   7）将钢料放入回火炉中，600℃保温90min，空冷至室温；   8）将钢料再次放入回火炉中，580℃，90min，空冷至室温即得到成品，优点是晶粒明显细化，微观组织均匀，大尺寸碳化物减少，带状组织减轻。   需要注意：盐浴炉加热介质为100%NaCl。   现有技术:    H13热作模具钢具有优良的淬透性、淬硬性和良好高温性能，被广泛应用于热疲劳抗拉强度高、韧性好、温度＜700℃条件下工作的模具。    目前，传统的H13压铸模具钢热处理工艺为：随炉升温到850-870℃退火，保温一段时间后炉冷至500℃，空冷；再次加热到550-600℃保温一段时间，继续加热到800-850℃保温一段时间，继续加热到1030-1050℃保温一段时间，油冷或空冷，600℃回火处理，然后580℃回火处理，如果存在特殊需要还要进行第三次回火处理，经上述热处理工艺处理的H13，其性能基本满足常用模具的使用要求，但是针对大型、精密、复杂、需长期在高温条件下服役的热作模具钢来说，上述热处理工艺已经不能满足其使用要求，其碳化物及带状组织偏析严重，降低了压铸模具钢H13的强韧性。   与现有技术相比优点在于：  （1）在传统的退火工艺后进行1090-1110℃高温处理，随后进行700-720℃保温处理，使得钢材中碳化物溶解的合金元素均匀化，且碳化物在基体上弥散析出，减少大尺寸碳化物的出现，带状组织得到减轻；  （2）在相变点附近采取盐浴炉循环反复进行保温处理，使得前次处理过程中晶粒在未形核的部位形核，已形核的晶粒得到进一步细化，微观组织均匀；  （3）在强度相当的情况下，塑性有较大提高，各种性能指标（ψ、δ、αK、KIC等）均有不同程度的提高。    传统热处理工艺与强韧化工艺处理后的力学性能    从表中的数据对比可以看出，通过上述技术处理的H13压铸模具钢与传统热处理工艺相比，抗拉强度σb平均提高了5.76%，断面收缩率σs平均提高了6.45%，延伸率ψ平均提高了17.57%，延伸率δ平均提高了19.87%，冲击韧性αK平均提高了33.48%，断裂韧性KIC平均提高了21.93%，各项性能指标均有较大幅度的提高，说明通过本技术处理的H13压铸模具钢的强韧性得到极大的加强。   综上所述，通过中山华氏抚顺特钢推荐的这套热处理技术处理的压铸模具钢H13晶粒明显细化，微观组织均匀，大尺寸碳化物减少，带状组织减轻。

        冷挤压模具比较常用的材料是Cr12MoV,SKD11,D2,DC53等，在冷挤压过程中，模具失效的形式主要有四种，即磨损、塑性变形、疲劳破坏和断裂，其中磨损和疲劳破坏属正常失效形式。   1、磨损    冷挤时，由于被挤材料在模具表面激烈地流动，造成模具工作表面容易磨损，按照磨损机理的不同，冷挤压模具的磨损又分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。    2、塑性变形    火花塞壳体在冷挤时所受的负荷很大，在材料一定的情况下，只要热处理稍有不慎，即可能发生镦粗、折断的现象。   防止模具产生塑性变形的方法是选择合适的模具材料，采用先进的热处理工艺，使其在保持韧性的前提下，尽可能具有足够的强度和硬度。   3、疲劳破坏   疲劳破坏属于冷挤压模具一种正常的失效形式，它是由于应力的反复作用，在应力集中部位造成疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展而造成断裂破坏，这在凸凹模随处可见。火花塞壳体冷挤压中，疲劳破坏最多的是四序冲头及四序凹模，这跟它们的受力状况有关。四序属于复合挤压，先正挤、随后反挤，正挤时，冲头承受压应力，当同心度不是很高时，还受弯曲应力。反挤时，先承受压应力和弯曲应力，在回程时还受到拉应力，即冲头呈不对称循环的交变应力作用，从而导致疲劳裂纹的产生。同时冲头在冷挤过程中，由于火花塞壳体变形时的热效，应和流动金属与模具表面的摩擦，都有大量的热产生，使冲头温度升高，通常都在200-400℃以上，从冲头工作端部色看，甚至可达500℃以上。当退出工作，加润滑剂及工作间隙，模具表面散热降温，这就使冲头表面受到交变的热应力作用，将导致热疲劳裂纹的产生。凹模在挤压过程中，同时受到径向、轴向和切向拉应力。径向和切向拉应力是金属变形时对凹模型腔内壁的压力所造成的，轴向拉应力是由于由于金属剧烈流动与凹模内表面发生强烈摩擦形成的。同冲头一样，还受到热应力的作用。在这四种应力的反复作用下，在凹模的内壁易造成径向疲劳裂纹，一般发生在应力集中的部位。    4、断裂    断裂是冷挤压发生的一种不正常的失效形式，按断裂的性质有韧性断裂和脆性断裂两种。韧性断裂是应力超过屈服极限，这在冷挤压中不存在。   冷挤压模具基本上属于脆性断裂，在断裂前没有屈服现象。在火花塞壳体冷挤压的实践中，我们见到的脆性断裂主要有两种情况：一种情况是机械手失灵造成冲头及凹模不正常断裂及前序冲头断头被送入后一工序而引起冲头折断。另一种是由于设计及热处理原因造成不能使用而产生的断裂，四序凹模芯就经常发生。    综上所述，冷挤压模具的损坏都与上面所述的四种失效形式相联系，所以提高模具寿命也就显得尤为重要。

   S136模具钢真空热处理程序中主要包括退火、淬火、回火三道基本工序，但是在热处理过程中，温度过高或者过低也是存在的客观事实。那么该如何防止呢？下面就由中山华氏抚顺特钢来解析下原因及处理对策。   1、淬火温度过高，这是由S136模具钢真空热处理工艺设置温度不当或控温系统误差造成，应当修正工艺温度。   对策：检修校核控温系统光电牙轴。    2、过回火，这是由回火温度设置过高、控温系统故障误差或炉温过高时入炉造成。   对策：应当修正工艺温度，检修校核控温系统，不高于设置炉温装入。    真空热处理拓展知识    1、淬火温度过低，主要是由于工艺设置温度不当、装炉、控温系统误差或进入冷却槽方法不当等其它原因造成。    对策：应该修正真空热处理工艺温度，检修校正核控温系统。装炉时，工件间隔合理摆放均匀，分散入槽，禁止堆积或成捆入槽冷却。    2、冷却不当，原因是预冷时间过长，冷却介质选择不当，淬火介质温度渐高，但是冷却性能下降，搅拌不良或出槽温度过高等。    对策：出炉、入槽等要快，掌握淬火介质的冷却特性，油温60~80℃，水温30℃以下，当淬火量大而使冷却介质升温时，中山华氏抚顺特钢表示应添加改用其它冷却槽冷却或冷却淬火介质；加强冷却剂的搅拌；在Ms+50℃时取出。    3、脱碳，这是由原材料残留脱碳层或淬火加热时造成。    对策：可控气氛加热，盐浴加热，真空炉、箱式炉采用装箱保护或使用防氧化涂料；机加工余量加大2~3mm。

实践证明：模具的热加工对模具的性能与使用寿命影响甚大。从模具失效的原因分析可知——因热处理不当所引发模具失效“事故”约占40%以上。模具的淬火变形与开裂，使用过程的早期断裂，多与模具的热加工工艺有关。一、模具开裂的主要原因有：模具材质：模具材质问题有可能在后续加工中导致开裂。生产意识：叠片冲压，定位不到位，没使用吹气板有裂纹仍继续生产。设计工艺：模具强度不够——刀口间距太近，模具结构不合理，模板块数不够无垫板垫脚。锻造工艺：锻造工艺不合理，金相组织较差。退火工艺不当：锻造后的退火工艺不当。模具结构：模具结构不合理。线切割处理：线切割处理不当。线割处理不当：拉线线割，间隙不对，没作清角。冲床设备的选用：冲床吨位的冲裁力不够，调模下得太深。脱料不顺：生产前无退磁处理，无退料梢，生产中有断针断弹簧等卡料。二、相关应对措施冲模失效的形式：冲模失效形式主要为磨损失效，变形失效，裂纹失效和压伤失效等。由于冲压形态不同，工作条件不同，影响冲模寿命的因素是多方面的。下面就冲模的设计使用等方面进行综合分析，并提出相应解决措施。（一）冲压设备：冲压设备（如压力机）的精度与刚性对冲模寿命的影响极为重要。冲压设备的精度高、刚性好，冲模寿命大为提高。例如：冲模料Cr12MoV在普通开式压力机上使用，平均磨损寿命1-3万次，而新式精密压力机上使用，冲模的复磨寿命可达6-12万次。尤其是小间隙冲模、硬质合金冲模及精密冲模必须选择高精度、刚性好的压力机，否则，会降低模具寿命，严重还会损坏模具。（二）模具设计：（1）模具的导向机构精度准确可靠的导向，对于减少模具工件的磨损。，避免凸，凹模压伤影响极大，尤其是小间隙冲模，复合模和多工位级进模则更为有效。为提高模具寿命，必须根据工序性质和零件精度等腰求，正确选择导向。形式和确定导向机构的精度。一般情况下，导向机构的精度应高于凸凹模配合精度。（2）模具（凸凹模）刃口几何参数形状，配合间隙和圆角半径不仅对冲压件成型有较大的影响，而且对于模具的磨损及寿命也影响很大，如模具的配合间隙直接影响冲裁件质量和模具寿命。精度要求较高的，宜选较小间隙值；反之则可适当加大间隙，宜提高模具寿命。（三）冲压工艺：（1）冲压零件的原材料实际生产中，由于外压零件的原材料厚度公差超标、材料性能波动较大、表面质量较差（和锈迹）或不干净（如污垢）等，会造成模具磨损加剧、易崩刃、等不良后果。为此，应当注意：①尽可能采用冲压工艺性好的原材料，以减少冲压变形力；②冲压前应严格检查原材料的牌号、厚度及表面质量等，并将原材料擦拭干净，必要是应清楚表面氧化物和锈迹；③根据冲压工序和原材料种类，必要时应可安排软化处理和表面处理，以及选择合适的润滑剂和润滑工序。（2）排样与搭边不合理的往复送料排样以及国小的搭边值往往会造成模具聚集磨损或凸凹模压伤。因此，在考虑提高材料利用率的同时，必须根据零件的加工批量、质量要求和模具配合间隙，合理选择排样的方法和搭边值，以提高模具寿命。（四）模具材料正确选材是提搞模具寿命的关键。如：化学成分，结构组织，硬度和冶金质量等。不同材质的模具寿命往往不同。为此，对于冲模材料提出两项基本要求：①材料的使用性能应有搞硬度和高强度，并具有高的耐磨性和足够的韧性，热处理变形小，有一定的热硬性；②工艺性能良好。冲模在加工制造过程中一般较为复杂，因而必须就有对各种加工工艺的适应性，如可段性、可切削性，淬透性，低的淬火裂纹敏感性和良好的磨削加工性等。通常根据冲压件的材料特性、生产批量、精度要求等，选择性能优良的模具材料，同时兼顾其工艺性和经济性。

冲压模具是在冷冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具的材料有模具钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以模具钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金等等。1.碳素工具钢在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。2.低合金工具钢低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV、6CrNiSiMnMoV等。3.高碳高铬工具钢常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（D2）Cr12Mo1V（SKD11)，Cr8Mo1VSi（DC53）等，它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。4.高碳中铬工具钢用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr5MoV等，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。

有的客户在使用热作模具钢H13过程中会形成模具早期开裂失效，这是由于工件在淬火过程中的过冷奥氏体没有发生马氏体转变，在紧接着的回火过程中发生贝氏体转变或过冷奥氏体回火分解析出碳化物，这些碳化物在晶界上聚集长大，弱化晶界。模具使用中出现沿晶界断裂，降低钢的断裂抗力。需要注意的是，560℃回火以后工件的硬度仍然可以达到≥48HRC。模具带温回火的情况容易在真空气淬的工艺过程中出现。这是由于淬火之后的室温冷却时间较长，容易从冷却时间上误判工件的实际存在温度。对于分级淬火的工件这种现象出现较少。避免出现此类缺陷的方法是淬火冷却时要同时注意室温冷却时间和冷却温度。保证工件的实际温度在120℃以下，再进行回火。

DC53是对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点。韧性是SKD11的2倍，在冷作模具钢中较为突出，用DC53制造的工具很少出现裂纹和开裂，大大提高了使用寿命。但有时候在各种各样的情形下会出现磨损，而磨损作为材料主要的失效形式（磨损、腐蚀和断裂）之一，是造成材料损失的重要原因。磨损的定义为：相对运动中两物体的接触面表层材料不断发生消耗的过程或者引起残余变形的现象。摩擦运动往往会造成磨损，但在一些特殊情况下（如流体润滑磨损中），也可以通过能量的损失抵消材料的损失，所以磨损、摩擦与润滑三者是相关联的。因观察与研究的依据不同，目前摩擦的分类有许多种，常见的分类方法有：一：按摩擦副材质来分类⑴金属材料的摩擦：摩擦副由金属材料（钢、铸铁及有色金属等）组成的摩擦。⑵非金属材料的摩擦：摩擦副由高聚物、无机物等非金属与金属组成的摩擦。二：按摩擦副的运动形式来分类⑴滑动摩擦：当接触表面相对滑动（或具有相对滑动趋势）时的摩擦，叫做滑动摩擦。⑵滚动摩擦：物体在力矩的作用下沿接触表面滚动的摩擦，叫做滚动摩擦，滚动摩擦常常要比滑动摩擦小10倍以上。三：按摩擦副的润滑状态来分类⑴干摩擦：即摩擦过程中接触表面不存在任何形式的润滑，这里的润滑介质也包括润湿气体。⑵流体摩擦：即摩擦过程中物体接触表面被具有一定体积特征的流体层隔开。⑶边界摩擦：即摩擦过程中两接触表面间存在一层极薄的边界膜（吸附膜或反膜），而润滑剂和材料表面的特性是这一摩擦的两大关键因素。⑷混合摩擦：即同时兼有流体摩擦、边界摩擦和干摩擦的混合摩擦过程。四：按摩擦副的工况条件来分类⑴一般工况下的摩擦：即在常温、常压、低速等非特殊情况下的摩擦。⑵特殊工况下的摩擦：指在高温、高速、高压、低温、真空等特殊条件下的摩擦。DC53是五金高精密模具钢，所以模具一旦出现些许磨损，对模具来说也是致命的，所以研究模具钢是磨损的产生非常重要。

DC53模具钢受到力的作用就会产生变形，随着力的增加，材料的变形总是要经历弹性变形阶段、塑性变形阶段、出现裂纹到裂纹扩展直至断裂阶段的过程。变形失效是逐步发展的过程，当变形量超过了模具的精度要求，成型的工件成为次品或废品时，就会造成模具的失效。另外，过度的变形最终也会导致断裂。DC53模具钢工作温度较低的情况下，过量变形失效主要分为过量弹性变形失效和塑性变形失效；在高温下的过量变失效主要分为蠕变失效和热松弛失效。过量弹性变形失效材料受外力作用时产生变形，去掉外力时即消失，变形消失后材料的形状和尺寸完全恢复原样，这样的变形为弹性变形。模具在使用过程中，产生的弹性变形量超过模具匹配所允许的数值，使得成型的工件尺寸或形状精度不能满足要求而不能服役的现象，称为过量弹变形失效。判断过量弹性形失效比较困难，因为在工作状态下引起的变形导致失效的模具，在剖析和测量尺寸时，变形已经恢复。塑性变形失效模具在使用过程中，由于发生塑性变形改变了几何形状或尺寸，而不能通过修复继续服役的现象称为塑性变形失效。塑性变形失效的主要形式有塌陷、墩粗、粗曲等。模具在工作时，一般承受很大的不均匀应力。当模具的某些部位所承受的应力超过工作温度下模具材料的屈服强度时，就会产生过量的塑性变形而造成模具的失效。蠕变失效模具在一定应力的长期作用，塑性变形将不断积累。当其蠕变速率或等效蠕变应力或蠕变的总变形量达到极限状态，称为蠕变失效。

塑胶模具所承受的严苛作业环境和行业品质追求，使得对模具材料的要求极为苛刻。选择正确的钢材品种，对塑料模具成型的重要性不言而喻。NAK80模具钢是一种预硬塑胶模具钢，无需热处理,抛光性极佳,切削性,蚀花性佳。具有很好的抛光性能与雕饰性,固溶处理后变软，可进行冷加工，待制成模具后再进行时效处理，既保证其使用性能又减少热处理变形。NAK80塑胶模具在设计上可以精确到微米级别，但鉴于制造设备的精度，只能把误差控制在允许的范围内作为目标。NAK80塑胶模具从加工制造到后期热处理都会产生尺寸误差，所以如果需要制造精密塑胶模具，在热处理后还需要磨削电火花加工。但磨削工作量大，强度高，而且操作不当造成无法复原的模具缺陷。下面就由中山华氏模具钢分析下如何控制NAK80塑胶模具的制造误差。1.为了减少磨削工作量，塑胶模具钢可以选用淬透性好，变形小的钢材制作。2.采用镶拼式模具，因为各零件分开独立加工，所以容易控制，进而提高加工精度。3.前期加工制造过程中，采用高精度数控机床有助于降低制造误差。4.加工过程中的定期检测也是至关重要。通过先进的检测设备在塑胶模具阶段制造结束后，需要及时检测其尺寸，避免超过制造误差。5.控制塑胶模具的加工工序，相同的模具因加工工序不同而产生的精度误差差异很大。版权属中山华氏模具钢所有，转载或引用请注明出处」

抚顺D2模具钢是高碳高铬冷作模具钢，属莱氏体钢，具有高的淬透性、淬硬性和高的耐磨性；高温抗氧化性能好，淬火和抛光后抗锈蚀能力好，热处理变形小，经热处理硬度可达60-62HRC，含碳量高达1.5%，含铬量高达12.4%。用于五金冲压模，拉伸模，不锈钢片冲裁模，高硬度冲裁模，剪切刀模，搓丝模，五金零件制作，机械制造等。那么抚顺D2模具钢的典型应用有哪些？1)用于冰箱压缩机后罩拉深模具,淬火硬度56~58HRC。2)为提高D2冷作模具扁钢轧材的使用寿命,采用添加稀土的方法,钢的耐磨性和冲击韧度均大为改善,从而达到提高圆模具扁钢轧材使用寿命的目的。3)由于D2钢中的V、Mo含量高于Cr12MoV钢,具有更好的综合性能,而传统的Cr12MoV钢将逐渐被取代。4)用D2钢制造的滚丝轮、离台调板冷冲模,与Cr12MoV钢相比可提高使用寿命5~6倍。