1、模具钢组织异常的原因是什么？

答：组织异常的工件在奥氏体化加热后缓慢冷却，冷却组织中出现晶界网状碳化物和围绕该网状碳化物的铁素体组织。 在热作模具钢3Cr2W8和H13中，锻后使用停锻时的温度时，没有采用正确的冷却工艺。 应先快速冷却至700℃以下，然后进行退火。 相反，(Ar1～Acm温度范围)进行余热退火处理。 由于锻造温度太高，高温奥氏体化加热充分，合金碳化物完全溶解。 在随后的余热退火和保温过程中，奥氏体中的合金碳化物析出，析出的碳化物长时间聚集在晶界处。 形成大的、网状碳化物，碳化物与晶粒之间形成贫合金、贫碳铁素体带，即异常组织。 碳化物形式为M2C和M23C6。

热作模具钢3Cr2W8和H13的碳含量分别为0.30%～0.40%和0.32%～0.4%。 形成的碳化物很小并且难以检查。 往往很容易被忽视。 再加上市场价格竞争，往往不采用高温正火等工艺来消除这种组织，而将这种组织传递到最终的热处理。

碳化物M23C6在900℃以上开始溶解，1100℃时基本溶解并完全溶解于奥氏体中。 M2C在1150~1200℃温度下只能部分溶解于奥氏体中。 热处理和淬火后仍残留有网状碳化物。 ，同时淬火硬度也会降低。 这种结构的模具使用寿命很低，而且一般会出现早期裂纹，并以破碎成多片的形式出现。

2、模具钢可以采用保护气氛加热进行热处理吗？

答：模具钢有高碳和中碳两种类型，热处理的加热温度有中温和高温。 目前用于热处理的炉型主要有中高温箱式电阻炉、盐浴炉、真空炉等。 采用低氧化保护气氛炉对模具钢进行热处理的情况很少见。 一方面是加热元件和耐热钢合金的寿命短，另一方面是保护气体的选择问题。

例如：5CrMnMo等中温加热模具在箱式炉（或箱式炉）中淬火加热。 为了避免氧化和脱碳，一般采用箱内加热，并填充木炭或旧渗碳剂进行保护。 这可能会导致模具表面渗碳。 渗碳除了掩盖模具本身的真实硬度外，主要缺陷是极易产生表面热疲劳裂纹，导致早期脆化或降低使用寿命。 这种情况在生产实践中是比较常见的。 有些锻模的热疲劳裂纹，实际上是由渗碳引起的。

实际生产中，可采用甲醇滴气作为保护气体处理中碳合金钢模具，如：H13、H11、3Cr2W8V、5CrMnMo、5CrNiMo等。当热处理奥氏体化加热时间为4～6小时时，脱碳层小于0.6mm。 使用甲醇气体时，注意不要在低于720℃的温度下通入，以免炉内发生气体爆炸。 甲醇气体的引入量根据废气的火焰高度来判断，一般为100～200mm。 如果输入量太小，气氛的还原性不够。 出炉的工件虽然不会被氧化，但脱碳深度会增加。

对模具钢进行氮基气氛保护淬火试验时发现，加热到1100℃以上时，碳势控制不稳定，甚至碳势急剧下降。 因此，氮基气氛中热处理的温度应控制在1050℃以下。

对于高碳合金模具钢，如Cr12冷作模具钢的保护气氛，仍可采用甲醇气体。

3、模具钢材尺寸≥200mm时，回火时间如何确定？

答：大部分资料建议回火2小时或者没有规定回火时间。 推荐的保温时间应在生产实践中作相应修改。 数据中的数据应指模面和型芯受热不均匀后的保温时间。 如果按仪表一达到温度就计算时间的话，大模具保温2小时显然是不够的，较大的模具还不能被烧穿。

高、中合金模具钢在电阻炉中加热到520~650℃左右时，单件达到温度的加热时间约为1min/mm。 对于直径或厚度为200毫米的模具，无论有无循环风机，情况控制仪达到温度后，加热时间需要透烧时间150至200分钟，保温120分钟，总计回火时间为5至6小时。 如果考虑多联炉装料，则应根据模具之间的间距来考虑间距系数。 间隔系数只考虑加热时间，不包括保温时间。 例如，直径为Ø200mm，模距为100mm的模具，炉装系数为1.5min/mm，加热时间应为200min×1.5min/mm，加上保温2h，总回火时间为200min×1.5min/mm。时间是8h。 对于厚度为100～200毫米、多片分散在炉内的模具，高温回火时间需要调整在5～8小时之间。

也可参考按模具厚度或直径25~30mm/h计算总回火时间的方法。

结尾