热锻模具钢的常见生产工艺涵盖从原材料准备到成品交付的全流程，每个环节均需严格控制工艺参数以确保模具性能，具体如下：

一、原材料准备与下料

材料选择

根据模具尺寸、形状和工况选择合适钢材：

中小型模具：常用5CrMnMo、5CrNiMo，成本低且韧性良好。

大型模具：选用5CrNiMo或高性能钢（如H13），需高淬透性和热疲劳抗力。

特殊工况：如不锈钢热锻，采用8566或HD钢，兼顾耐磨性与抗热粘性。

下料工艺

锯切：适用于高精度棒料，切口平整但效率低。

剪切：用于低碳钢薄板，效率高但需控制端面变形。

砂轮切割：处理高硬度合金棒料，切口质量好但成本较高。

二、锻造与预处理

锻造工艺

目的：消除轧制纤维组织，细化晶粒，提高材料均匀性。

参数：始锻温度1100-1180℃，终锻温度850-880℃，总锻造比≥10。

操作：镦粗与拔长交替进行≥3次，锻后缓冷防止白点。

退火处理

完全退火：加热至780-800℃，保温4-5小时炉冷，消除锻造应力，硬度降至217-255HBS。

球化退火：用于高碳钢（如CrWMn），改善切削加工性，为后续淬火做准备。

三、机械加工与成型

粗加工

去除锻造余量，预留精加工余量，同时完成型腔初步成型。

大型模具需预留淬火变形量，避免后续加工困难。

精加工

方法：铣削、磨削、电火花加工（EDM）等。

关键点：控制型腔尺寸精度（±0.05mm以内），表面粗糙度Ra≤0.8μm。

探伤检测

采用超声波或磁粉探伤，检查内部裂纹、夹杂等缺陷，确保材料质量。

四、热处理工艺

淬火

温度：根据钢材选择，如5CrNiMo为840-860℃，H13为1020-1050℃。

冷却：油冷或高压气冷，控制冷却速度防止开裂。

预冷：部分工艺在750-780℃预冷后淬火，减少热应力。

回火

目的：消除淬火应力，调整硬度与韧性平衡。

参数：通常550-650℃回火2-3次，每次保温2-4小时。

效果：H13钢回火后硬度可达HRC48-52，兼具强度与韧性。

特殊处理

等温淬火：用于复杂型腔模具，获得下贝氏体组织，提高抗热疲劳性。

表面处理：如渗氮、渗硼，提升表面硬度（HRC60以上）和耐磨性。

五、精加工与表面处理

精修与抛光

钳工修配型腔，手工抛光至Ra≤0.4μm，减少锻造时金属流动阻力。

表面强化

喷涂：涂覆TiN或Al₂O₃陶瓷层，提高耐热性和抗粘模性。

镀层：如电镀硬铬，厚度0.02-0.05mm，增强耐磨性。

六、检验与试模

尺寸检验

使用三坐标测量仪（CMM）检测型腔尺寸精度，确保符合设计要求。

无损检测

复查内部缺陷，防止热处理过程中产生微裂纹。

试模验证

实际锻造测试，观察模具磨损、开裂情况，优化工艺参数。