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本文分析了冷挤压模具的工作条件,调查分析了常见的失效形式,提出了相应的性能要求;对比研究了CrWMn钢的四种碳化物球化处理工艺,以及两种低温、短时、快速加热淬火工艺的组织与性能;同时研究了电火花强化工艺参数等,比较深入地讨论了钢的碳化物球化机理和强韧化机理。综合试验结果和讨论分析,得到以下主要结论:(1) CrWMn钢试样经常规球化退火、循环球化退火、屈氏体化处理(980℃油冷+常规球化退火)和1000℃固溶+700℃回火2h(高温固溶+高温回火)的四种碳化物球化处理,得到球状珠光体组织。1000℃固溶+700℃回火2h处理后的组织特征是铁素体基体上分布的颗粒状碳化物基本上达到了细小、圆整、均匀、弥散分布的程度,其中较粗大的碳化物数量很少。其余三种碳化物球化处理工艺的组织中均明显存在较粗大、尖角状碳化物,且有网状碳化物痕迹。碳化物球化效果由好到差的顺序为:高温固溶+高温回火,屈氏体化处理,循环球化退火,常规球化退火。(2) CrWMn钢试样经1000℃固溶+700℃回火2h处理,淬火加热温度分别为770℃、800℃,两种温度都分别保温1 min、5min、10 min和15 min,油冷后得到的金相组织是马氏体+细小、圆整、均匀、弥散分布的碳化物+少量的残余奥氏体。其中,770℃保温5min油冷的金相组织中的板条马氏体数量最多。770℃保温5min油冷后200℃回火2h,金相组织是回火马氏体+细小、圆整、均匀、弥散分布的碳化物,并且HRC=62。这种组织具有高硬度、强度和较好的强韧性。(3)放电电容量为160μF,试样的强化面积为1.8cm~2,强化时间为4min较佳,得到了具有一定厚度的连续、均匀、致密的强化层。强化时间过短,强化层过薄,强化效果不明显;强化时间越长,强化层越厚,但强化层凸凹不平,易出现裂纹或剥落,并使强化效率降低。(4)较为优异的电火花强化工艺为:先采用较大的电规准强化以满足强化层的厚度要求,同时提高强化效率;然后采用较小的电规准进行强化表面的整修,以提高强化表面的光洁程度和致密性。(5)采用钨钴硬质合金电极材料,电容量为160μF,电火花强化CrWMn钢其白亮层、过渡区和基体的平均硬度分别为1280HV、650HV和734HV,过渡区硬度比基体稍低的原因是马氏体组织受热影响再次回火所致。比强化时间约为2min/cm~2,电容量在160μF时,强化层光洁致密,厚度达到58.4μm。(6)分别采用20μF、40μF、80μF、160μF、220μF的电容量进行电火花强化,各个试样距表面35～40μm处硬度随着电容量的增加先增加而后又降低,最大值1236 HV对应的电容为80μF。(7)在工业生产中,建议CrWMn钢冷挤压模具试用的强化工艺如下:1000℃固溶+700℃回火+770℃保温5min淬火+200℃回火2h+硬质合金为电极材料的电火花强化。