焦何生

济钢集团有限公司 山东济南 250101

1 序言

5CrNiMo钢热锻模造价高、用量大，因此提高其使用寿命具有重要的经济价值。影响模具使用寿命的因素很多，最主要的是模具的热处理质量与模具材料的选择。本文通过分析总结影响模具热处理质量的有关因素，为满足某公司生产组织需要，设计与制定模具的生产组织方案，科学合理确定模具的选材、模具的热处理工艺参数等，达到满足综合力学性能的要求。

2 模具的选材和失效原因分析

2.1 工件材料和性能要求

某公司拟生产小批量中间常啮合齿轮，为提高生产效率，保证产品质量，制定了用热模锻压力机设备和5CrNiMo钢制造模具（见图1）的生产方案[1]。设计锻模高度336mm，模面硬度38HRC，尾部硬度32HRC，锻模重量3t[2]。

图1 热锻模平面图

5CrNiMo钢为合金元素含量较低的合金工具钢。该钢具有良好的韧度、强度和耐磨性。它在室温和500~600℃时的力学性能几乎相同。在加热到500℃时，仍能保持300HBW以上的硬度。由于钢中含有钼，因而对回火脆性不敏感。从600℃缓慢冷却下来以后，冲击韧度稍有降低。5CrNiMo钢有良好的淬透性。此钢广泛用来制造各种类型的大中型锻模。且此钢易形成白点，需严格控制冶炼工艺及锻轧后的冷却工艺制度[3]。选用炉号为019-0147，5CrNiMo热锻模具钢的化学成分见表1。

表1 5CrNiMo钢的化学成分（质量分数） （%）

表2 模具失效原因的统计百分比 （%）

2.2 模具的失效原因分析

模具质量的好坏，特别是使用寿命，在很大程度上决定于制造材料的最佳选用和热处理的质量好坏。……