模具鋼零件或工具鋼的生產(chǎn)要經(jīng)歷冶煉、澆注、鍛造、預(yù)先熱處理、機(jī)械加工、最后熱處理、精加工和裝配等流程。為了搞好熱處理，應(yīng)掌握整個(gè)生產(chǎn)中各個(gè)環(huán)節(jié)的相互作用及其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響的規(guī)律，將熱處理作為制造流程中的一環(huán)，以全局的視野分析和解決問題，�？墒盏绞掳牍Ρ吨АＥe例如下。
工業(yè)縫紉機(jī)梭心套冷擠壓凸模，工件材料為20Gr鋼，形變阻力較大，凸模所承受的單位壓力超過250MPa，而且在凸模中間有一個(gè)小孔，擠壓時(shí)部分被擠鋼料從中竄出使凸模承受徑向張力，容易引起開裂。W6Mo5Cr4V2鋼制造的凸模，其最佳淬火、回火工藝即1190℃加熱淬火，560℃回火4次，仍未能完全消除凸模早期開裂的現(xiàn)象。對(duì)使用后的模具進(jìn)行解剖和金相分析發(fā)現(xiàn)，凡是早期開裂的凸模，碳化物偏析的級(jí)別大多數(shù)在3級(jí)以下。由此可見，高速工具鋼的萊氏體碳化物偏析導(dǎo)致韌性下降，是凸模早期開裂的重要原因。這就需要從控制高速鋼原材料的質(zhì)量，以及通過鍛造改善碳化物級(jí)別著手，才能解決問題。
我國國標(biāo)規(guī)定，直徑為60～80mm的高速鋼出廠時(shí)碳化物級(jí)別為5級(jí)。梭子凸模原設(shè)計(jì)尾部直徑為60mm，需要用直徑大于60 mm的鋼材制造，經(jīng)過修改凸模設(shè)計(jì)，尾部直徑改為48mm，可以用50mm直徑高速鋼制造。通過對(duì)高速鋼材進(jìn)行“十字交叉”鍛造，進(jìn)一步降低碳化物級(jí)別，并規(guī)定鍛造的形變規(guī)范，使鋼料中碳化物最嚴(yán)重的區(qū)域移到凸模中應(yīng)力較低的部位，從而消除了凸模早期斷裂的現(xiàn)象。
克服梭子凸模開裂的另一條途徑是用基體鋼65Nb替代高速鋼。65Nb的含碳量較低，即使是較大規(guī)格的鋼件，碳化物偏析一般也不會(huì)大于3級(jí)，而且65Nb的韌性也優(yōu)于高速鋼，因此用65Nb制造梭子的冷擠壓模不會(huì)開裂。但是，65Nb的擠壓屈服強(qiáng)度略低于高速鋼，而梭子冷擠壓凸模承受的單位壓力高于一般的冷擠壓模具，初期試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)65Nb鋼制模具工作部位的直徑略有脹大。65Nb鋼制凸模在淬火回火后進(jìn)行鐵素體氮碳共滲處理，降低了表面摩擦系數(shù)，從而減輕了成形阻力，克服了凸模工作時(shí)直徑脹大問題，而且由于表面耐磨性大幅度提高，凸模壽命達(dá)到3萬件以上，優(yōu)于高速鋼模具。
梭子凸模早期損壞的另一種形式是刃口崩掉一小塊，起初認(rèn)為是材料脆性所致，但未能找到解決辦法。經(jīng)過對(duì)凸模制造過程進(jìn)行仔細(xì)的研究分析，發(fā)現(xiàn)凸模磨削時(shí)刃帶上易產(chǎn)生磨削裂紋。改用硬質(zhì)合金車刀在凸模淬火和回火之后、氮碳共滲處理之前進(jìn)行“精車”（實(shí)際上是一種車削與擠光相混合的方法），替代磨削，避免了凸模早期崩口現(xiàn)象。
梭子冷擠壓模具壽命的提高是一個(gè)系統(tǒng)的工程，除上述措施之外，還包括冷擠壓工藝研究、模具設(shè)計(jì)、20Cr坯料的軟化退火、表面磷化、潤滑劑選擇等一系列研究和技術(shù)攻關(guān)的成果。這一事例有一定的典型性，從中可以看出熱處理工藝的研究和改進(jìn)，常常需要和產(chǎn)品設(shè)計(jì)、選材、原材料質(zhì)量控制、鍛造、機(jī)加工等眾多環(huán)節(jié)相配合，才能達(dá)到提高使用壽命和可靠性的目的。
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