CrWMn 微变形冷作模具钢全套热处理工艺

　　CrWMn 高碳低合金油淬微变形钢，对标日本 SKS3、美国 O1、德标 1.2510，多用于精密冲裁、量规、精密镶件;易析出网状碳化物，预处理必须规范。

　　一、锻造工艺(原材料改善碳化物)

　　预热：650～750℃充分透热

　　始锻温度：1100～1150℃

　　终锻温度：≥850℃，低于 800℃禁止锻造，防止开裂

　　锻后冷却：空冷至 650～700℃后砂冷 / 炉冷，抑制网状碳化物生成

　　碳化物超标补救：锻件网状碳化物严重，先930～950℃正火空冷，再做球化退火

　　二、球化退火(供货 / 锻后软化，方便切削)

　　1. 普通球化退火(通用)

　　加热：780～800℃，保温 4～6h(每 100mm 厚度 + 1h)

　　冷却：炉冷 ≤50℃/h，降到 550℃出炉空冷

　　退火硬度：207～255HB，切削加工顺畅

　　2. 等温球化退火(精密模具首选，碳化物更圆整)

　　升温至 790～810℃，保温 2～3h

　　快速降温至 700～720℃等温 4～6h

　　随炉冷至 500℃出炉空冷

　　硬度：197～220HB，线切割、铣削效果更好

　　三、淬火工艺(分 3 套方案，按需选用)

　　Ac₁≈750℃，Ms≈211℃;常规油淬有效淬透深度 40～50mm。

　　前置要求

　　复杂模具、精加工后模具：640℃去应力退火 4h，消除机加工应力，大幅降低变形

　　阶梯预热：小件 600℃预热;大 / 复杂件分两次预热 500℃→650℃，避免温差开裂

　　方案 1：常规油淬(普通冲压模、简单镶件，产量大)

　　淬火温度：820～830℃(标准);厚度>50mm 可升至 840～850℃

　　保温时间：盐浴炉 25～35min;箱式炉 30～40min/25mm 厚度

　　冷却：常温机油(20～40℃)，冷至 150～200℃出油空冷

　　淬火硬度：63～65HRC

　　方案 2：热油淬火(控制变形，细长冲头、薄模板)

　　温度 820～830℃，冷却介质：80～120℃热油

　　冷至 180℃左右出油空冷

　　优势：热应力小，变形量比常温油淬降低 40%

　　方案 3：硝盐分级淬火(高精密模具、异形凹凸模、公差 ±0.005mm)

　　加热 830～840℃，充分保温

　　转入 260～280℃硝盐槽，保温 3～6min(模具壁厚越大时间越长)

　　取出空冷至室温

　　优势：几乎无扭曲变形，尺寸稳定性佳;淬火硬度 62～64HRC

　　四、回火工艺(分低温 / 中温，严禁 300℃区间回火，会出现回火脆性)

　　1. 低温回火(冲压模具通用，保高硬度耐磨)

　　适用：薄板冲裁模、精密冲头、量规、雕刻模

　　温度：160～180℃

　　保温：2～3h;厚度>40mm、高精度件回火两次，每次 2h，中间空冷至室温

　　回火硬度：60～62HRC

　　作用：消除 80% 淬火应力，稳定残留奥氏体，长期使用尺寸不跑位

　　2. 中温回火(轻冲击折弯模、顶料销，提升韧性)

　　适用：折弯镶块、受力顶针、承受轻微冲击的模具

　　温度：240～280℃(避开 300℃脆性区)

　　保温 2～3h

　　硬度：55～59HRC，冲击韧性显著提升

　　回火禁忌

　　300～330℃回火会产生回火脆性，韧性暴跌、模具易崩刃，生产严禁使用。

　　五、补充强化工艺：软氮化(氮碳共渗)

　　模具淬火回火完成后做表面氮化：

　　氮化温度：560～580℃，保温 2～3h

　　表层硬度 850～950HV，大幅提升耐磨、防粘料、抗咬合，不改变模具基体尺寸

　　六、CrWMn 热处理常见问题与对策

　　热处理变形偏大

　　原因：未预热、机加工应力未去除、直接常温油冷

　　对策：增加 640℃去应力退火、采用分级淬火 / 热油淬火

　　模具崩刃、韧性差

　　原因：300℃回火、原材料网状碳化物未消除、淬火温度过高晶粒粗大

　　对策：160～180℃两次低温回火;原材料锻打 + 正火消除碳化物网

　　淬火硬度不足<60HRC

　　原因：加热温度偏低、保温时间不足、出油温度过高

　　对策：提升淬火温度至 830℃，延长保温，油冷充分

　　开裂风险

　　尖角无 R 角、厚薄差巨大、直接高温入炉，必须预热、尖角倒 R0.5 以上

　　七、选型工艺速记

　　普通冲压、预算一般：825℃油淬 + 170℃×2 次回火

　　高精度、尺寸严控：830℃分级淬火(270℃硝盐)+ 160℃两次回火

　　折弯轻冲击工况：820℃油淬 + 260℃中温回火

　　提升表面耐磨：淬火回火后 570℃软氮化