国标W18Cr4V高速工具钢在模具制造时的热处理需注意

在使用国标W18Cr4V高速工具钢进行模具制造时，热处理环节至关重要，需注意以下几个方面：

### 淬火阶段

- **加热速度控制**：由于W18Cr4V高速工具钢导热性较差，快速加热会在钢材内部产生较大热应力，导致变形甚至开裂。因此，在淬火加热时，通常采用分段加热或预热的方式。例如，先将模具加热到 800 - 850℃进行预热，保温一定时间，使钢材内外温度均匀，然后再升温至淬火温度 1270 - 1290℃。这样可以有效减少热应力，确保模具的质量。

 - **淬火温度精准度**：淬火温度对W18Cr4V高速工具钢的组织和性能影响极大。温度过低，碳化物不能充分溶解，会导致硬度和红硬性不足；温度过高，则会引起奥氏体晶粒粗大，使模具韧性下降，且容易产生淬火裂纹。所以，必须严格控制淬火温度在规定范围内，同时要保证加热设备的温度均匀性，可通过定期校准加热设备来实现。

 - **保温时间确定**：保温时间要根据模具的尺寸、形状以及加热设备的特性来合理确定。保温时间过短，钢材组织转变不充分；保温时间过长，不仅会增加生产成本，还可能导致晶粒长大。一般来说，每毫米厚度的保温时间约为 1 - 1.5 分钟，但这只是一个大致参考，实际操作中需通过试验和经验进行调整。

 - **冷却方式选择**：油冷淬火是W18Cr4V高速工具钢常用的冷却方式。在冷却过程中，要控制冷却速度，避免冷却过快产生过大的组织应力。可采用分级淬火或等温淬火等方式，例如，将模具加热到淬火温度后，先在较高温度的油中冷却一段时间，然后取出在空气中冷却，或者在特定温度的盐浴中进行等温转变，以获得良好的组织和性能，减少变形和开裂的倾向。

### 回火阶段

 - **回火及时性**：淬火后的模具内部存在较大的内应力，如不及时回火，在后续加工或使用过程中可能会因内应力释放而导致模具变形或开裂。因此，淬火后应尽快进行回火处理，一般不超过 4 小时。

 - **回火温度和次数**：W18Cr4V高速工具钢通常在 550 - 570℃进行回火，且需要进行三次回火。这是因为一次回火难以完全消除淬火内应力，多次回火可以使内应力进一步降低，同时促使残余奥氏体充分转变，稳定组织，提高模具的硬度、强度和韧性。每次回火后需冷却至室温再进行下一次回火。

 - **回火加热和冷却速度**：回火加热速度不宜过快，防止因热应力叠加导致模具变形。冷却速度也不宜过快，避免产生新的内应力。一般采用随炉冷却或在空气中缓慢冷却的方式。

### 整体注意事项

 - **气氛控制**：在整个热处理过程中，要注意加热炉内的气氛。如果在氧化性气氛中加热，模具表面容易产生氧化脱碳现象，降低模具的表面硬度和耐磨性。因此，可采用保护气氛加热炉，如通入氮气、氢气等保护气体，或者在盐浴炉中进行加热，以防止模具表面氧化脱碳。

 - **质量检测**：热处理后，要对模具进行全面的质量检测。通过硬度测试检查模具的硬度是否符合要求；采用金相分析观察组织是否均匀正常；利用探伤检测手段，如磁粉探伤、超声波探伤等，检查模具是否存在裂纹等缺陷。根据检测结果，分析热处理工艺是否得当，如有问题及时调整改进，确保模具质量符合使用要求。