導(dǎo)讀：隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)金屬材料的要求也越來(lái)越高，如何在材料以及熱處理工藝既定的前提下盡量提高金屬工件的機(jī)械性能及使用壽命，這成為很多熱處理行業(yè)前沿人士思考并探索的問(wèn)題。

　　一、影響模具使用壽命及尺寸安定性的主要因素

　　1. 殘余奧氏體的影響

　　淬火后奧氏體在常溫下不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，如D2材料在正常淬火后不能轉(zhuǎn)變的殘余奧氏體可達(dá)20%，而在350℃以下的回火中殘余奧氏體的量幾乎不發(fā)生變化，但在模具的后加工及使用中，如磨削、電加工、高速?zèng)_壓中的摩擦發(fā)熱，卻很容易導(dǎo)致殘余奧氏體進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，由于新生的馬氏體脆性極大，因而使模具的耐沖擊性能惡化。同時(shí)由于奧氏體與馬氏體的容積比不一樣，殘余奧氏體量的不穩(wěn)定將帶來(lái)模具尺寸的不穩(wěn)定，包括線切割定位精度的流失，孔徑垂直度的下降，導(dǎo)致夾線，也包括模具使用及存放中精度的變化。

　　模具的后加工，包括磨削，電加工，其產(chǎn)生的局部高熱均在加工表面，因而會(huì)造成模具表面組織的轉(zhuǎn)變，表面造成的新生馬氏體使模具表面和韌口的脆性增加，疲勞抗力下降，同時(shí)使模具的耐磨性降低。過(guò)量的磨削及放電，還會(huì)造成表面龜裂。

　　2. 殘余應(yīng)力的影響

　　模具淬火的殘余應(yīng)力來(lái)源于兩個(gè)方面：一為加熱及冷卻不均勻產(chǎn)生的體積應(yīng)力;二為馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的組織應(yīng)力。這兩種殘余應(yīng)力一般均為拉應(yīng)力，這種殘余拉應(yīng)力的存在降低了模具的實(shí)際承載能力，也就是降低了模具的疲勞壽命，殘余應(yīng)力的存在會(huì)使模具受外力作用時(shí)，尺寸容易發(fā)生變化。同時(shí)，模具加工過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力重新分布，往往使加工精度不易達(dá)到，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成模具開(kāi)裂。

　　二、深冷處理與超深冷處理的機(jī)理

　　材料在淬火過(guò)程中發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，由于馬氏體的容積比較大，因而在材料內(nèi)部造成很大的壓應(yīng)力，使得奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變與越來(lái)越困難，最后導(dǎo)致轉(zhuǎn)變進(jìn)行不下去，剩余的奧氏體即稱為殘余奧氏體，這是在室溫條件下發(fā)生的變化。如果轉(zhuǎn)變的環(huán)境溫度大幅下降，會(huì)導(dǎo)致馬氏體的體積發(fā)生收縮，其對(duì)周邊的壓應(yīng)力就會(huì)減小，這樣殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變又得以進(jìn)行，深冷處理的機(jī)理就在于此。

　　一般來(lái)講，D2材料室溫條件下淬火會(huì)殘留20%的奧氏體，在-196℃超深冷時(shí)，其殘余奧氏體量會(huì)下降到2~4%，在-80℃一般深冷處理時(shí)仍會(huì)保留10%的殘余奧氏體。

　　三、超深冷處理能達(dá)到的效果

　　1. 殘余奧氏體幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，模具的硬度得到提高(一般可提高1~3HRC);

　　2. 耐磨性提高;

　　3. 殘留應(yīng)力大幅度下降;

　　4. 改善線切割的加工性能，精度(包括定位精度)穩(wěn)定性好，粗切的孔徑垂直度偏差減少，切割大件或薄件不會(huì)產(chǎn)生夾線;

　　5. 室溫變化(±20℃)引起的模具尺寸的線性變化比常規(guī)處理可減少三分之二，有利于模具高精度尺寸的保持;

　　6. 沖切口的壽命明顯提高，可顯著降低模具的使用成本。

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