传统的热作模具钢(如5CrNiMo、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiVl或3Cr2MoWVNi钢)虽然高温下具有良好的机械性能,可是当工作温度超过600℃后,模具易产生热磨损、冷热疲劳和堆塌现象,尤其是模具上那些在工作中热量集中且不易散发的部位更是如此,从而导致模具失效。对此,我们选用4Cr2MoWVNi新型热作模具材料进行了热处理工艺与性能的试验研究,以考核其热模锻压力机对模具使用性能的影响。 论文研究了热处理工艺对4Cr2MoWVNi新型热作模具材料机械性能的影响,结果表明:4Cr2MoWVNi钢的最佳热处理工艺为:1000±10℃油淬,590±10℃二次回火,压力机模具使用硬度推荐为HRC42～49。4Cr2MoWVNi钢淬火得到的组织为板条马氏体+粒状碳化物+少量残留奥氏体,回火后的组织为回火索氏体+粒状碳化物,且碳化物的分布细小均匀,其热稳定性和强韧性优于H11钢。用于制造压力机Cummins连杆锻模,其使用寿命比H11提高65%。 论文还研究了4Cr2MoWVNi钢的离子渗氮工艺,并自行设计制造了一台热磨损实验机,对不同热处理条件下的4Cr2MoWVNi钢进行热磨损冲击试验,结果表明:4Cr2MoWVNi钢离子渗氮的最佳工艺为:保温温度520℃,保温时间18小时,总渗层深度为0.15～0.2mm。在相同处理条件下,无论试样是否氮化,4Cr2MoWVNi钢的耐磨性都比H11钢要高,磨损率降低50～122%。模具经过离子渗氮后,可以显著提高使用寿命,无论是4Cr2MoWVNi钢还是H11钢氮化后模具寿命均提高50%左右。