汽車擺臂熱鍛造模具的鍛造和熱處理工藝

劉紅燕

摘 要：4Cr5MoVSi熱鍛造模具經過鍛造和熱處理后，能在540℃條件下保持較長時間的抗軟化能力，并在室溫下具有良好的綜合性能。經過生產實踐，該熱處理工藝切實可行，降低了生產成本，提高了模具使用壽命。

關鍵詞：汽車擺臂；熱鍛造；熱處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.014

當前，汽車擺臂熱鍛造模具用鋼大多采用5CrMnMo，5CrNiMo和3Cr2W8V；由于這些材料的自身缺陷以及熱處理工藝不當，再加上擺臂結構復雜，鍛造模具結構復雜等原因導致熱鍛造模具的使用壽命較低，通常只能鍛打3000-5000件，造成模具材料消耗大，且生產效率低，模具分攤成本高，為了提高模具的使用壽命，我們選用了4Cr5MoVSi材料作為汽車擺臂熱鍛造模具的材料并對該模具材料的熱處理工藝進行研究探索，使用該種材料和熱處理工藝制造的汽車擺臂熱鍛造模具，較大提高了模具的使用壽命、降低了模具的分攤成本，提高了生產效率，并取得了成功應用和推廣。現將4Cr5MoVSi材料的熱鍛造工藝和熱處理工藝介紹如下，以供同行參考。

1 4Cr5MoVSi熱鍛造模具的鍛造工藝

將4Cr5MoVSi熱鍛造模具材料放到預熱室中預熱，預熱時間為0.8～1小時，邊預熱邊通過輸送鏈向加熱室推進，輸送過程中將材料不斷滾動，讓材料均勻預熱，預熱溫度為580～600℃，4Cr5MoVSi到達加熱室內加熱至1180℃并在此溫度下保溫1.5～2h后取出鍛打，鍛打時要反復鐓拔，十字交叉鐓拔次數不小于3次，終鍛溫度應控制在850℃以上，鍛打后的鍛件裝入預熱室內緩冷，也可放入熟石灰或草木灰中緩冷至室溫。

2 模具的熱處理工藝

（1）退火處理：為改善組織，提高綜合性能，方便加工，模具鍛打好之后要進行退火處理，以消除鍛造應力，退火工藝曲線如圖1。

（2）淬火處理：4Cr5MoVSi熱鍛造材料模具在淬火前須采用二次預熱升溫。第一次預熱在箱式爐中進行，加熱溫度為500～550℃，第二次用中溫鹽浴爐進行預熱，預熱溫度為850～860℃，淬火加熱在高溫鹽浴爐中進行，淬火加熱溫度為1030±10℃，預熱時加熱保溫系數為1min/mm，淬火加熱保溫系數為0.6～0.7min/mm，淬火工藝見圖2。

淬火后模具硬度會達到HRC56以上，淬火時模具在油中冷至180～220℃時，立即裝入井式回火爐中（RJ36-6）進行回火，回火溫度為560±10℃，保溫2小時，為充分消除鍛造應力和熱應力，第一次回火用油冷至室溫后，再進行第二次回火 ，回火后的硬度為HRC58～60，其工藝曲線圖見圖3。

3 模具熱處理后的性能

4Cr5MoVSi材料熱鍛造模具經過以上熱處理后，能在540℃條件下保持較長時間的抗軟化能力，并在室溫下具有良好的綜合性能，如韌性、塑性和抗拉強度在1720-2070MPa之間；此外，由于材料具有二次硬化特性，4Cr5MoVSi材料熱鍛造模具是在高溫下進行回火處理，因此可完全消除殘余的硬化應力，有利于它在高強度水平下保持較高的韌性，方便模具加工，并且該模具材料還具有良好的可焊性，較好的熱傳導性和抗氧化、抗腐蝕能力。

4 模具使用效果和維護注意事項

如果將模具在使用前進行適當的預熱，模具在工作時可以適應急冷、急熱的工作條件，如果用乳化石墨潤滑劑冷卻模腔效果更佳，模腔溫度控制在480℃以下，與5CrMnMo或5CrNiMo材料的同類模具相比其使用壽命可提高3倍以上。

模具在每鍛打1000件之后應當進行保養，即將模具拆下進行清洗并加油潤滑，對模腔內的粘結物進行清理，對磨損部位進行補焊、打磨拋光處理。

參考文獻：

[1]工模具材料應用手冊[M].北京.輕工業出版社，1985（07）.

[2]熱處理工藝手冊[M].北京.機械工業出版社，2006（03）.

[3]金屬材料及熱處理[M].北京.機械工業出版社，2013（08）.

湖南省教育廳科學研究項目“熱鍛造模具壽命的影響因素及提升措施研究”成果（課題編號：16C0257）