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模具对塑性成型加工起着举足轻重的作用，其模具寿命不仅影响产品质量，而且影响产品成品和生产效率，因此，提高模具使用寿命是我国模具行业面临的一项十分迫切的任务。我国模具使用寿命普遍较低，尤其是热作模具仅为国外模具寿命的1／5～1／3，甚至更少，影响模具使用寿命的因素很多，但模具材料是其中的一个重要因素。 针对热作模具的使用条件，既要较大幅度地提高模具使用寿命，同时又要具备良好的冷、热加工性，根据国内外模具材料的情况，综合了硬质合金和热作模具钢性能特点，采用粉末冶金法制造出了硬度、耐磨性、耐热性优于现用的热模具钢，而韧性、冷热加工性好于硬质合金的新型热作模具材料——GFR合金热作模具材料。 本文依据粉末冶金的原理、技术特点，论述了高强高耐磨热作模具材料(GFR)的原材料的制取方法和GFR合金的硬质相含量、粘结相化学成分的优化组合设计与制各。 1、GFR合金选取硬质相是高熔点的WC。因为WC的抗回火稳定性好，韧性较TiC高，烧结工艺性好，市场价格低于TiC，烧结产品成本低。WC的数量选择考虑既要保证材料高硬度、高耐磨性的需要，又要保证较好的冲击韧性和冷热加工性，通过反复试验，确定了30％～35％WC数量为最好。 2、GFR合金采用低碳、中合金钢成分为基体。根据合金化理论和国内外现有的热作模具钢成分特点，并参考了已有的钢结硬质合金热作模具材料中粘结相基体的情况，确定低碳、中合金钢为粘结相基体，使之具有更好的韧性、热疲劳性、可加工性及较低的成本，而这一点是已有的钢结硬质合金热作模具材料所不具备的。确定的成分为Fe、C、Cr、Mo、Ni等主加元素。西安理工大学工程硕士专业学位论文 3、本文还详细论述了GFR合金的制备工艺过程和热处理工艺。制备工艺为混粉一干燥过筛一压制成型一烧结~退火等。热处理是提高模具材料内在质量重要手段，因GFR合金中钢基体占65%一70%，所以同样可以通过热处理手段来改善合金的性能。合金可进行退火、淬火、回火等各种热处理，通过改变热处理工艺，可以获得适用于不同的性能要求，本课题通过较系统试验，得出了适用于GFR合金的最佳热处理工艺规范。关键词:粉末冶金热作模具组织设计