曲轴锻造模具型腔复杂,工作环境恶劣,导致模具寿命较低。对某锻造厂的曲轴模具进行失效分析发现,模具的失效主要发生在表面,失效形式为热磨损+热裂纹。本文针对曲轴模具的工况条件和失效形式,提出采用堆焊修复+QPQ处理相结合的工艺来提高模具的寿命,降低企业生产成本。文中使用六种铁基堆焊金属RMD248、RMD650、RMD655、RMD750、RMD752和RMD126,分别研究了QPQ处理工艺对堆焊金属渗层综合性能的影响,并在实际生产中获得应用。本文首先通过对堆焊金属RMD650QPQ渗层的金相和SEM组织分析,显微硬度测试和摩擦磨损试验,研究不同QPQ处理工艺对RMD650渗层组织和性能的影响。得到堆焊金属RMD650的最佳QPQ处理氮化工艺为560℃×240min。在此工艺条件下,QPQ渗层的磨损失效主要以剥层磨损为主,同时存在磨粒磨损和氧化磨损。对使用RMD650修复的曲轴模具进行实际生产验证,生产结果表明,使用最佳QPQ工艺处理的堆焊修复曲轴模具的锻打寿命相比于堆焊修复模具提高50%以上。随后研究QPQ处理工艺对堆焊金属RMD752组织和性能的影响,得到RMD752的最佳QPQ处理氮化工艺为560℃×240min。在此工艺条件下,QPQ渗层的磨损失效主要以磨粒磨损为主,同时伴有部分粘着磨损和氧化磨损。文中同时得到了堆焊金属RMD126的最佳QPQ处理氮化工艺为580℃×240min。最后以RMD650QPQ渗层为参照对象,对比分析堆焊金属RMD248、RMD655、RMD750、RMD752和RMD126QPQ渗层的显微硬度和摩擦磨损性能,研究六种堆焊金属QPQ渗层的使用性能。得到六种堆焊金属QPQ渗层的综合性能由高到低依次为:RMD752渗层>RMD655渗层>RMD750渗层>RMD650渗层>RMD248渗层>RMD126渗层。综合分析可知,堆焊金属RMD752、RMD655、RMD750经过QPQ处理后可在锻造模具上使用,RMD248需要探索更好的QPQ处理工艺并在实际应用中论证其使用性能,堆焊金属RMD126可用于锻造模具非强磨损部位的修复,其QPQ渗层性能需要在实际生产中进行论证。