为了提高热挤压模的寿命，应从模具的结构设计、模具材料、热处理工艺、加工工艺、挤压条件（挤压材料、挤压比）、操作与维护等方面采取措施，加以控制。

1.合理设计模具结构

要保证模具结构尺寸与模具强度，避免模具截面过分悬殊，避免尖角与过渡圆角过小，以减少应力集中，防止模具畸变与开裂；凹模可设计成预应力组合式结构，以减少单位压力，可比一般整体式结构具有更高的寿命。

2.合理选择模具材料

根据热挤压模工作条件及失效形式，合理选择模具材料，优先选用新型、优质模具材料，如高强韧性热作模具钢等。例如，轴承套圈毛坯热挤压-辗孔自动生产线用模具，用于挤压大型轴承毛坯，采用5CrMnMo、GCr15、3Cr2W8V钢等制造模具寿命低，不能满足生产要求，而改用HM1、012Al、H13、RM2、CG-2等新型钢材制造，则模具寿命显著提高。

高寿命热挤压模材料的特点、热处理工艺及其模具寿命见表6-21。

表6-21 高寿命热挤压模材料的特点、热处理工艺及其模具寿命

（续）

3.正确选择热处理工艺

根据热挤压模的材料、工作条件、失效形式等，正确选择热处理工艺（如强韧化处理、表面强化处理等），可显著提高模具的强韧性及表面性能，从而延长模具的寿命。

（1）双重热处理 双重热处理是将锻造后的模具毛坯加热到某一高温，使过剩碳化物充分固溶，然后快速冷却到室温，再进行高温回火。双重热处理既能够降低硬度，便于模具机械加工，又可以消除组织遗传，防止最终热处理时晶粒粗大化。

实例 对于常用的3Cr2W8V钢热挤压模，高温固溶温度取为1200～1250℃，高温回火温度取为760℃。双重热处理使材料中链状碳化物大部分溶解，碳化物细小均匀，材料的硬度、强度及断裂韧度均得到提高，模具的寿命可提高2～8倍。

（2）高温淬火与高温回火 高温淬火与高温回火即为强韧化处理工艺，可以提高钢的断裂韧度、热疲劳强度等。

实例 3Cr2W8V钢热挤压模的热处理。

1）原工艺。原工艺采用1050℃加热油淬，560℃回火（见图6-13）。模具工作硬度为48～51HRC，经常发生脆断，平均寿命仅为1500件。经分析发现，模具脆断是由于热疲劳裂纹的失稳扩展引起的。

图6-13 原热处理工艺曲线

2）改进工艺与模具寿命。为避免模具脆断，提高模具寿命，应从提高3Cr2W8V钢的断裂韧度入手，同时也要考虑提高钢的热疲劳强度，以推迟热疲劳裂纹的萌生。对此，采用高温淬火、高温回火工艺，将淬火温度由原1050℃提高到1150℃，回火温度由原560℃提高到650℃（见图6-14）。模具经以上处理后平均寿命为3000件。

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图6-14 改进的热处理工艺曲线

（3）真空热处理 真空热处理可避免模具在加热过程中的氧化脱碳，获得良好的表面质量和最小的热处理畸变，提高模具的硬度、疲劳强度等。对于4Cr4MoSiV1与3Cr2W8V钢，在保证足够的淬火硬度的前提下采用气体冷却，可有效减少模具的淬火畸变，常用的Cr12MoV、3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1、W6Mo5Cr4V2钢等均可实现气冷或油冷。几种常用热挤压模具钢的真空热处理工艺规范见表6-22。

表6-22 几种常用热挤压模具钢的真空热处理工艺规范

实例 4Cr5MoSiV1（H13）钢制热挤压模的真空淬火。

第一次预热温度为500～550℃，第二次预热温度为800～820℃，真空度为0.1Pa；淬火温度为1020～1050℃，真空度为1～10Pa，油或氮气冷却；回火温度为560～600℃，硬度为45～50HRC。模具经真空热处理后的寿命比常规热处理的提高2～3倍。

（4）PCVD方法 等离子体化学气相沉积（PCVD）方法获得的TiN涂层与基体有良好的结合力，有良好的耐蚀性，可提高铝合金、铜合金模具在挤压中的热疲劳强度，且摩擦因数小，同时PCVD的绕镀性好，可处理各种形状复杂的铝合金、铜合金挤压模具，模具畸变小，寿命长。

实例 4Cr5MoSiV1（H13）钢制铝合金热挤压模具的等离子体化学沉积TiN。

1）淬火与回火。PCVD处理前，先进行1070℃加热油淬，560～580℃×2h×2次回火。

2）PCVD沉积TiN。所需的反应物为N₂、H₂及TiCl₄。其工艺过程：清洗模具等→将镀膜室抽真空至333.3×10^-2Pa→以N₂和H₂为1∶1（体积比）的比例，向镀膜室通入N2和H₂→接通工件的电源，电压为1300V，以低电流溅射模具待镀表面，使其温度升至560～600℃→关闭真空管，以0.5～0.6L/min的流量输入TiCl₄，真空度保持在333.3×10^-2Pa，电流为300mA，进行TiN沉积时沉积速率一般为5～10μm/h，一般沉积30min左右→关闭气体及电源，在真空状态下冷却至150℃以下出炉。

3）模具寿命。经上述处理后，模具表面可得到厚度为2.6～3.8μm的TiN沉积层，其颜色为金黄色。经PCVD沉积TiN的H13钢制热挤压铝合金模具，其寿命较常规热处理的模具提高3～5倍。

（5）热喷涂技术 采用热喷涂技术，喷涂0.5～1.0mm厚的氧化铝涂层后，挤压温度可达1650℃。喷涂氧化锆涂层，挤压温度可达2370℃，热挤压模具寿命可延长5～10倍。

铜合金模具应用热喷技术可以提高其耐磨性和冷热疲劳强度，而且在涂层磨损后可反复进行修模，从而延长模具寿命。

（6）化学热处理 热挤压模具通过适当的化学热处理，可以提高表面硬度、耐磨性、抗咬合性能及疲劳强度等，延长模具寿命。

实例 3Cr2W8V钢制黄铜料坯热挤压模（100t压力机用热挤压模）采用固体渗硼，渗剂成分（质量分数）：硼铁10%+氟硼酸钾5%+碳酸氢铵5%+三氧化铝80%。850℃×6h固体渗硼，开箱直接淬火，650℃×2h回火。模具表面硬度为1400～1700HV，渗层组织为Ee₂B单相组织，模具寿命提高3～4倍，最高可达1万件。

（7）感应淬火 感应淬火可以实施局部表面淬火，提高型腔表面硬度，减小模具热处理畸变，提高模具寿命。

实例 3Cr2W8V钢挤压模的感应淬火。先将模具进行调质处理，使其整体硬度为40～45HRC，使模具基体具有高的韧性。再对模具型腔磨损最强烈的表面部位进行感应淬火，提高表面硬度，阻止硬化层的剥落及裂纹的形成，可使模具寿命提高2倍左右。根据模具型腔形状制成专用感应器，3Cr2W8V钢的感应淬火加热温度为1170～1200℃。在感应淬火之前须对模具进行整体预热（300～600℃），并利用低功率加热，延长加热时间，以提高复杂型腔感应淬火的均匀性。

4.正确操作、合理使用与维护模具

严格执行热挤压操作规程；模具使用前进行预热（200～350℃）；使用中进行良好的润滑与冷却（如采用压缩空气或模具外部通循环冷却水）；改善修模技术，延长模具寿命。