鍛造廠的鍛件成本很大程度上取決于鍛模壽命。在市場經(jīng)濟(jì)年代，為贏得用戶，鍛模壽命愈益顯得重要，特別是鍛造廠大型模具。目前，延長模具壽命主要從以下幾方面著手。

(1)鍛模材質(zhì)的控制 鍛模在工作過程中要受到很大的沖擊，同時(shí)受冷熱交替作用，潤滑劑燃燒產(chǎn)生的氣體腐蝕，要求鍛模材料具有高的室溫和高溫強(qiáng)度，高的韌性，還要求導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小。因此內(nèi)部冶金質(zhì)量的好壞直接影響到鍛模壽命。實(shí)踐證明，鋼中白點(diǎn)、殘余縮孔、氣泡、夾雜物、翻皮、裂紋、嚴(yán)重疏松等冶金缺陷是導(dǎo)致模具早期失效的原因之一。對于鍛件模具材料，特別是大型熱鍛模具鋼除加人恰當(dāng)比例的合金元素外，采用真空精煉或電渣重熔，是獲得高韌性、高壽命模具鋼的重要途徑。對于等溫模鍛用的鍛件模具材料，采用真空感應(yīng)熔煉或真空感應(yīng)加真空自耗來減少冶金缺陷是十分必要的。

 

 

(2)修改鍛模設(shè)計(jì) 錘鍛模上的圓角半徑不能太小，尤其是型槽深處的凹圓角半徑不能過小。金屬填充滿小圓角需要很大壓力，這是由于被流動(dòng)金屬推擠到凹圓角處的潤滑劑燃燒產(chǎn)生的氣體需要極大壓力克服。此處往往是應(yīng)力集中的危險(xiǎn)部位，鍛造廠在生產(chǎn)中反復(fù)急冷急熱等都會(huì)使該處容易產(chǎn)生裂紋。

型槽壁厚和模塊厚度應(yīng)足夠，對鍛造廠大噸位鍛錘上使用的鍛模，型槽壁厚推薦S＞1.5h，以防變形金屬在錘擊下向水平方向沖擊，從而使鍛模產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力。模塊厚度也不宜過小，因?yàn)殄懩８叨瘸叽缧r(shí)，應(yīng)力分布很不均勻，隨著模塊高度增加，差別減小，一般建議H/h在2.5?7范圍內(nèi)較合適為模塊高度；h為型槽深度）。

 

毛邊槽橋部尺寸，在保證造成足夠阻力的前提下，高度尺寸不宜過小，否則多余的變形金屬向毛邊槽流動(dòng)的阻力過大，容易脹裂橋部。

 

在模塊上布排型槽時(shí)，鍛造廠在生產(chǎn)中應(yīng)注意纖維方向不能與打擊方向平行。 否則，打擊力作用容易將模塊沿纖維方向劈裂。

(3)鍛造廠熱處理和表面強(qiáng)化 鍛?？梢酝ㄟ^強(qiáng)韌化熱處理工藝延長壽命，目前常見的方法有下列幾種。

 

①細(xì)化碳化物、清除鏈狀碳化物的組織預(yù)處理。如4Cr3Mo3W2V鋼，采用預(yù)先正火，高溫雙重淬火、回火處理，可將模具的斷裂韌性提高40%，不僅增強(qiáng)抗熱疲勞和熱磨損能力，鍛造廠還改善大截面鍛模的尺寸敏感性。

 

②應(yīng)用高淬、高溫回火工藝，提高3Cr2W8等熱鍛模具材料的熱強(qiáng)性和熱穩(wěn)定性。

 

③應(yīng)用低溫回火工藝（＜450℃)，可提高用作軋輥的熱鍛模具材料的硬度、強(qiáng)度、韌性和抗疲勞能力。

模具型槽表面通過表面處理強(qiáng)化。當(dāng)前，表面強(qiáng)化工藝在冷鍛模具上應(yīng)用較成功，在熱鍛模上效果不顯著。

①滲硼 電解滲硼能使表面形成針狀FeB和Fe2B，厚度可達(dá)0.1mm，硬度可達(dá)到1400?2200HV，有極高的耐磨性。對僅要求抗磨損的模具，壽命可以提高3?10倍以上。

鍛造廠錘鍛模鑲塊電解滲硼，可使壽命延長1?2倍。經(jīng)驗(yàn)證明，5XHB (5CrNiW)鑲塊電解滲硼的最佳規(guī)范是：滲硼溫度為920?950℃，電流密度為0.25?0.3A/cm2，滲硼時(shí)間為3.5h。但由于滲硼層脆性大，膨脹系數(shù)大，不適于基體硬度低（＜54HRC)和急冷急熱的熱鍛模具。當(dāng)滲硼層有必要氧化防護(hù)時(shí)，將滲硼層加熱到1200℃并短時(shí)間（1min)保溫，結(jié)果是連續(xù)的硼化物層轉(zhuǎn)變成共晶型的組織，可提高滲硼層脆性強(qiáng)度。

 

②碳化物涂層 鍛造廠可應(yīng)用擴(kuò)滲與噴滲工藝，可獲得1800?3500HV的極高硬度和耐磨性，同時(shí)又具有高的抗黏結(jié)能力。

③滲鋁 型槽表面滲鋁，鍛造廠可提高鍛模材料抗形成燒蝕裂紋的能力。滲鋁是在40%的鋁粉、49%的高嶺土以及2%的氯化銨的混合物中進(jìn)行。滲鋁溫度為900℃，時(shí)間為20h，滲鋁層厚度近0.3mm。滲鋁后，模具應(yīng)進(jìn)行淬火和回火。

 

④鍍鉻 模具表層擴(kuò)散鍍鉻，可形成薄的保護(hù)性氧化膜，以提高模具抗氧化性及硬度。鍍鉻是在60%Cr、35%A1203、5%NH4CI混合物中進(jìn)行，溫度為980?1050℃，保溫時(shí)間為5?6h， 鍍鉻層厚度為0.01?0.03mm。鍍鉻層的顯微硬度大于1800HV, 使用時(shí)，鍍鉻層的性能能保持到950?1000℃，有較高的耐磨性和抗形成燒蝕裂紋的能力。

 

⑤滲硫 鍛造廠有時(shí)為減輕變形金屬在模具上的黏附，對模具表層滲硫，提高耐磨性。滲硫是一種化學(xué)反應(yīng)，表面富聚0.05?0.1 mm厚度的硫。低溫滲硫過程在200?220℃下進(jìn)行，高溫滲硫在560℃進(jìn)行。

 

⑥氮化（氣體或液體氮化） 氮化一般在500?600℃下進(jìn)行。 當(dāng)?shù)颖唤饘俦韺铀諘r(shí)，它便向深處擴(kuò)散，結(jié)果形成了含各種氮化相的氮化層。這種氮化層只要不含鐵的氮化相（FqN，F(xiàn)eaN) 時(shí)，氮化層硬度是很高的。例如，在35XMIOA (35CrMoAlA)鋼氮化時(shí)，氮化層硬度達(dá)1100?1200HV，鍛造廠從而提高模具壽命；40XCM?D (40CrSiMoV)鋼錘鍛模氮化后，模具壽命延長了1倍。