模具火焰淬火是利用氧乙炔（或其他可燃气体）火焰使模具表层加热并快速冷却的淬火技术。火焰淬火与感应淬火相比，设备简单、操作方便，特别适合于大型模具零件和小批量、多品种模具的热处理。如汽车车身覆盖件用大型及特大型拉延模、大型塑料模具、大型冲裁模等模具零件的刃口，不仅可实现局部火焰淬火，而且可使模具制造周期缩短近10%，降低成本10%～20%。

（1）模具用钢的选择 火焰淬火最适用的钢材有国产7CrSiMnMoV（CH-1）火焰淬火模具钢，以及国外火焰淬火专用模具钢，如日本爱知制钢公司的SX5、SX105V，日本大同特殊钢公司的GO5，日本日立金属公司的HMD1、HMD5，瑞典的ASSAB635等。几种火焰淬火冷作模具钢的化学成分见表12-25。

表12-25 几种火焰淬火冷作模具钢的化学成分

（2）模具的火焰淬火与回火 火焰淬火的加热温度根据模具材料选择。依据模具材料、技术要求和淬火方式，可选用空气、水、聚乙烯醇水溶液、PAG水溶液等作为淬火冷却介质。淬火后应进行180～200℃回火。大型模具零件不便回火时，可利用火焰局部加热回火或自行回火。

火焰淬火可用单头或双头喷嘴加热空冷淬火，可获得一定的淬硬层深度，其硬度为58HRC左右。

一般模具（刃口）拆下来经200℃左右预热，然后再进行火焰淬火，其变形率控制在0.02%～0.05%。尺寸在300mm以内的镶块经火焰淬火后，结合缝畸变大多在0.1mm左右，可满足大型冲裁模制造技术要求。

图12-14 单头喷嘴火焰淬火示意

1）被加工模具材料为2mm以下钢板时，火焰淬火加热用焊枪是通常的气焊或气割用氧乙炔单头焊枪，焊枪喷嘴选用1～2号，乙炔压力为0.03MPa，氧气压力为0.5MPa。火焰淬火以中性焰、火焰端以球面状为好，加热的方法如图12-14所示，火焰的中心距模具边缘4～5mm，喷嘴与行进方向的角度以60°～75°为好。

火焰移动速度一般为100～150mm/min，具体需要根据操作中模具的加热温度而定。模具钢板厚度在2mm以下时，在空气中冷却可以得到所需的硬度；但模具截面尺寸在30mm×30mm以下时，需要在加热淬火表面用刷子、破布等蘸油进行冷却，有时还需要在油中冷却。(www.daowen.com)

2）被加工材料为2mm以上钢板时（见图12-15），可用特制的双头喷嘴在模具上面和侧面同时进行火焰淬火加热，操作方法和单头一样，两喷嘴喷出来的火焰对加热面呈135°。

3）弯曲模、拉深模（平面类）的火焰淬火。平面上的火焰淬火比刃口的淬火稍微困难些，7CrSiMnMoV（CH-1）、4Cr5MoSiV（H11）等合金钢淬火时，加热温度下降到约200℃就会发生马氏体转变而硬化，应用这一原理在平面上进行淬火时，不会产生硬度不均现象。按图12-16所示的脉动方式纵横顺序加热至淬火温度后，放入淬火槽中冷却，可达到均匀淬火效果。

图12-15 双头喷嘴火焰淬火示意

图12-16 平面类模具的火焰加热方法

实例 摩托车油箱内壳切边刃口（见图12-17）。采用7CrSiMnMoV钢和火焰淬火工艺，淬火预热温度一般为180～200℃，预热时间为1～1.5h，采用喷枪直接预热。淬火加热火焰为中性焰，火焰长度为10～15mm，氧气压力控制在49～69MPa，乙炔压力控制在4.9～6.9MPa。加热时火焰距离加热面1～3mm，距离刃口边沿4～6mm，加热带宽为2～3mm，加热速度为160～200mm/min。

经以上处理后，模具表面硬度为52～62HRC，淬硬层深度为1.5mm。由于火焰淬火后材料尺寸变化量远小于整体淬火，长度在300mm以内镶块结构模具，结合缝之间的间隙<0.12mm。以上结果完全满足模具技术要求。

图12-17 油箱内壳切边刃口示意