熱鍛模具鋼是用難熔高硬度碳化物的粉末與少量的粘結(jié)劑粉末混合后加壓成形,再經(jīng)燒結(jié)而成的粉末冶金材料。硬質(zhì)合金的工溫度可達800~1000°C,硬度很高,耐磨性很好,具有很高的彈性模量,較小的膨脹數(shù)及良好的化學(xué)穩(wěn)定性,用來制作某些熱作模具,壽命比模具鋼高10倍以上。但是硬件質(zhì)合金較脆,抗彎強度和韌性較差,且不能進行機械加工。
該類硬質(zhì)合金模具直接燒結(jié)成形,無需機械加工和熱處理。鋼結(jié)硬質(zhì)合金是介于硬件質(zhì)合金和工模具鋼之間的一種新模具材料,是以TiC、WC等為硬質(zhì)相,以合金鋼粉末為粘結(jié)劑,經(jīng)混合壓制燒結(jié)而成的粉末冶金材料,其性能介于鋼和硬質(zhì)合金之間,既具有鋼的高強韌性,又具有硬質(zhì)合金的高硬件度、高耐磨性。鋼結(jié)硬質(zhì)合金可以通過熱處理來改變其性能,并可以進行各種機械加工及熱加工,因此更適合制造各種熱作模具。
出沉淀硬化型熱作模具鋼含碳量較低,一般的Wc=0.2%左右,并且含有一些沉淀硬化的合金元素,如V、Ni、Mo等,淬火后宜采用較低溫度回火(約400°C),硬度為40HRC左右。由于鋼中碳含量低,中溫回火后鋼的組織為板條狀低碳馬氏體,具有良好的韌性和切削性,可以進行型腔精細(xì)加工。模具在使用過程中,與高溫工件接觸的型腔表面被工件加熱到鋼的沉淀硬件化溫度(500~600°C),型腔表面由于合金碳化物和金屬間化合物的析出,硬度可以上升到45~48HRC,從而提高了型腔表面的耐磨性,熱鍛模具鋼心部仍保持原有的組織和高韌性,從而提高了模具的使用壽命。