热作模具钢P20的性能特点及热处理工艺过程

　　P20是美国牌号，相当于我国的4Cr5MoSiV1钢，瑞典一胜百的8407，日本大同的DHA1，日本日立的DAC，德国的1.2344，成分决定p20钢具有高的淬透性和抗回火稳定性，经过淬火和高温回火后，具有高的韧性和强度。如果采用科学合理的热处理工艺，可以充分发挥其潜能，获得比较高的高温强度、耐热疲劳性、耐磨性和高的热稳定性，极大地满足模具的性能要求，提高使用寿命。

⒈模具的技术要求

　　一般小型模具复杂件，硬度要求是46~48HRC，简单件是48~52HRC；中型模具复杂件硬度要求是42~44HRC，简单件是44~46HRC；大型模具复杂件，硬度要求是40~42HRC，简单件是42~46HRC。

⒉P20的热处理工艺过程

　　淬火工艺路线：清洗(表面清洁)→装炉→抽真空→预热→最后加热→加压气淬→第一次回火→检测硬度→第二次回火→最后回火。

　　⑴清洗(表面清理) 对于小型模具要放在清洗机内清洗干净并将其表面吹干后装炉；大型模具用干净的抹布将其表面的污物、油渍等清理干净后装炉。

　　⑵装炉装炉时各模具间要留有空隙，一次装炉量不大于400kg，以保证模具在加热和冷却时能够充分、均匀。

　　⑶预热关闭炉门后抽真空，并将工艺参数输入微机。当炉内压力降到0.133Pa后，开始送电升温。对于中、大型模具，采用较低的速度升温，一般是500℃/h左右，以减小炉膛与模具间的温差，防止变形和开裂。对于p20钢模具，我们采用分段预热，第一次是560℃，第二次是850℃；预热保温时间是1.5min/mm×有效厚度；有效厚度的计算方法是：最小厚度×(1.2～1.3)。

　　⑷最后加热和加压气淬

最后加热温度是1030℃，保温时间是30min＋0.4min/mm×有效厚度。加压气淬时炉内气体压力与模具有效厚度的关系。

　　⑸第一次回火

　　模具冷却至80℃左右，进行第一次回火，温度是560℃，保温时间是：2h+1min/mm×有效厚度(仪表指示达到回火温度时算起)。回火冷却时炉内气体压力是：1×105～2×105Pa。p20钢经正常温度淬火后，由于二次硬化的作用，在560℃回火可达到硬度峰值。第一次回火后冷至室温检测硬度，第二次回火是决定硬度的回火，温度主要是根据第一次回火后的硬度来确定。

　　⑹最后一次回火 温度一般是560℃，如果第二次回火后硬度达不到工艺要求，可适当进行调整。