1.2311（40CrMnMo7）热处理加工工艺

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1.2311（对应德国DIN标准，相当于中国的4Cr5MoSiV1或美国的H13）是一种常用的热作模具钢，广泛应用于压铸模、热锻模、挤压模等高温工作环境。其热处理工艺对模具的硬度、韧性、耐热疲劳性等性能至关重要。以下是1.2311钢的典型热处理加工工艺流程及关键参数：

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### **1. 预处理（退火）**
- **目的**：消除材料内应力，改善切削加工性，为后续热处理做准备。
- **工艺参数**：
  - 加热温度：780-800℃
  - 保温时间：2-4小时（根据工件尺寸）
  - 冷却方式：炉冷至500℃以下后空冷。
- **退火后硬度**：≤229 HB。

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### **2. 淬火**
- **目的**：获得高硬度的马氏体组织，提高耐磨性和高温强度。
- **工艺步骤**：
  1. **预热**：分两阶段预热，防止开裂。
     - 第一阶段：400-500℃（均衡心部与表面温度）。
     - 第二阶段：800-850℃（接近Ac1点，减少热应力）。
  2. **奥氏体化**：
     - 温度：1020-1050℃（常用1020-1030℃）。
     - 保温时间：15-30分钟（根据有效厚度，一般按0.5-1分钟/mm计算）。
  3. **冷却**：
     - 油冷、气冷（高速氮气）或分级淬火（盐浴中短暂停留后空冷）。
     - **注意**：避免冷却过快导致开裂，复杂模具建议高压气淬。

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### **3. 回火**
- **目的**：消除淬火应力，调整硬度和韧性，稳定组织。
- **工艺参数**：
  - 温度：通常选择540-600℃（根据所需硬度调整）。
    - 540-560℃：硬度约48-52 HRC（高耐磨性）。
    - 580-600℃：硬度约44-48 HRC（更高韧性）。
  - 次数：2-3次，每次保温2小时。
  - 冷却：每次回火后需空冷至室温再进行下一次回火。
- **关键点**：避免在370-480℃区间回火（易出现回火脆性）。

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### **4. 深冷处理（可选）**
- **目的**：减少残余奥氏体，提高尺寸稳定性和耐磨性。
- **工艺**：淬火后立即将工件冷却至-80℃~-196℃，保温1-2小时，随后回火。

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### **5. 表面处理（根据需求）**
- **氮化**：提高表面硬度和耐蚀性（如离子氮化，温度480-520℃，硬度可达1000-1200 HV）。
- **PVD/CVD涂层**：进一步增加耐磨性（如TiN、CrN涂层）。

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### **注意事项**
1. **加热速度**：需缓慢加热，尤其是大型或复杂模具。
2. **保护气氛**：淬火加热时建议使用真空炉或保护气氛（如氮气）防止脱碳。
3. **温度均匀性**：确保炉温均匀性控制在±5℃以内。
4. **回火充分性**：必须进行多次回火以完全消除残余奥氏体。

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### **典型性能指标（热处理后）**
- 硬度：44-52 HRC（取决于回火温度）。
- 抗拉强度：≥1500 MPa。
- 冲击韧性：≥40 J/cm²。

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通过合理的热处理工艺，1.2311钢可兼具高硬度、良好的热疲劳抗力和韧性，适用于高温高压的模具工况。实际生产中需根据模具具体用途和尺寸调整参数，并严格监控工艺过程。