汽車半軸的毛坯鍛造過(guò)程中很重要的是法蘭盤(pán)的成形。我廠的汽車半軸是在擺碾機(jī)上熱擠壓終鍛而成，模具的材質(zhì)選用3Cr2W8V。該模具的受力情況：既承受壓縮應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，脫模時(shí)也承受一定的拉應(yīng)力，由于模具與熾熱的毛坯接觸，需要水冷，因而承受冷熱應(yīng)力引起的熱疲勞和熱沖刷。在這種惡劣的使用條件下，模具經(jīng)常出現(xiàn)熱疲勞(龜裂)裂紋而報(bào)廢，使用壽命很低。

為提高3Cr2W8V擺碾成形模具的使用壽命，就要使模具的高溫強(qiáng)度和沖擊韌度有一個(gè)最佳的匹配。為此，經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索，我們采用充分預(yù)熱、高溫加熱時(shí)間縮短、分級(jí)淬火和三次回火的工藝方案，使模具的使用壽命提高了2～3倍。

1.工藝改進(jìn)

在原工藝(見(jiàn)圖1)條件下，由于淬火溫度低，大量的合金碳化物未溶解，所以淬火后硬度很低，只有20～25HRC，通過(guò)回火的二次硬化使硬度達(dá)到30HRC以上，這樣的模具韌性可以，但工作后很快就出現(xiàn)熱疲勞，熱磨損嚴(yán)重，壽命不高。

改進(jìn)工藝后(見(jiàn)圖2)，淬火溫度提高后，合金碳化物有了大量的溶解，但是在回火時(shí)形成了大量彌散分布的硬質(zhì)相，導(dǎo)致模具的耐疲勞雖然提高了，但沖擊韌度卻下降了，模具在使用100多件次后裂成了3塊。該方案行不通。

再次改進(jìn)工藝后(見(jiàn)圖3)，在充分預(yù)熱后，在高溫區(qū)保溫0.5h后分級(jí)淬火，再經(jīng)過(guò)高溫回火完成組織轉(zhuǎn)變和消除應(yīng)力，低溫回火消除殘余應(yīng)力，使模具表層具有高的耐疲勞性，而心部具有良好的沖擊韌度。這樣處理后的模具達(dá)到了高溫強(qiáng)度和沖擊韌度最佳的匹配，使用壽命得到了提高。

2.改進(jìn)效果

在應(yīng)用了最終改進(jìn)的工藝方案后，擺碾機(jī)的熱擠壓終鍛模具的使用壽命提高了2～3倍(見(jiàn)附表)。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比三種工藝，我們分析了使用條件的影響因素，結(jié)合實(shí)際選定了滿足最佳的性能匹配的工藝，使模具的使用壽命得到了提高，滿足了使用要求，降低了模具成本。