4Cr5Mo2V钢具有良好的淬透性、强韧性、热稳定性和热疲劳性能,被广泛应用于制造压铸模具。国内不同钢厂的4Cr5Mo2V钢预处理工艺中的球化退火工艺基本相同,均采用两段式退火,温度的把控也基本一致。然而,球化退火之前的高温固溶工艺却不尽相同,交货态退火组织差异较大,直接影响最终淬回火组织,导致模具服役性能波动,使用寿命不稳定。通过预处理,即固溶+球化退火处理,消除锻后缓冷过程中沿晶析出的网状碳化物,使碳化物均匀弥散的分布在铁素体基体中,获得优秀的球化退火组织。良好的球化退火组织不仅利于提高粗加工铣削效率,同时也决定了压铸模具钢的性能及使用寿命。但是目前4Cr5Mo2V钢还没有合理的高温固溶工艺,同时该钢种在工程应用中存在交货态粗铣困难的现象。因此本文通过研究预处理中不同固溶工艺对退火组织、冲击功、晶粒度和热疲劳性能的影响,探索出合理的固溶处理工艺。对4Cr5Mo2V钢淬回火工艺及其组织、强韧性、热稳定性能及退火态铣削性能进行了研究。主要得到以下研究结果:为获得合理的固溶工艺,研究了不同固溶温度及时间对球化退火组织的影响,对比发现,固溶温度对4Cr5Mo2V钢晶粒尺寸影响较为显著,1030℃固溶晶粒度为6级,固溶温度高于1030℃,晶粒度≤5级。1030℃和1060℃固溶保温1h后,依据北美压铸协会NADCA#207-2006标准,其球化退火组织评级优于AS6,碳化物大小均匀,分布弥散;其冲击功分别为407J和403J,比固溶处理前提升38%。通过热疲劳试验对比发现,1000℃固溶处理后材料的热疲劳性能最差,其它固溶温度热疲劳性能相差不大。因此,4Cr5Mo2V钢最佳固溶工艺为1030℃×1h。采用XRD分析了4Cr5Mo2V钢固溶、球化退火和回火三种不同状态的碳化物演变,结果表明,当固溶温度为1030℃和1060℃时,未溶碳化物类型为VC、V₆C₅和V₈C₇,且随固溶温度提高,碳化物几乎全部溶入到基体中。4Cr5Mo2V钢经不同温度固溶处理后再进行同样的球化退火处理,其碳化物主要为VC、V₆C₅、V₈C₇、M₇C₃和M₂₃C₆。对淬回火态4Cr5Mo2V钢碳化物分析表明,500℃回火开始析出VC碳化物,并在520℃回火出现二次硬化现象。通过热稳定试验对比发现,4Cr5Mo2V钢经1030℃淬火表现出最佳的热稳定性能。在满足压铸模具使用硬度,较高的冲击功和优良的热稳定性条件下,4Cr5Mo2V钢的淬火温度应选择1030℃,回火温度选择600℃,此时的硬度为45HRC,冲击功为347J。材料的铣削加工性能取决于多种因素,如材料退火态硬度、刀具选择、铣削加工参数和走刀方式等。本文对比了不同退火态硬度,加工参数和刀具选择,结果表明,退火态硬度对材料的粗加工铣削性能影响并不明显,参数和刀具的选择是主要影响因素。合理的铣削加工参数是1)=0.05mm/z,V=126m/min,S=5000r/min,a_p=4mm,a_e=1.2mm。在该参数下刀具最长寿命达到4h。