[Q] 核心问题：热处理是模具钢获得最终力学性能、使用寿命和尺寸稳定性的关键工艺。对于注塑模具、压铸模具和冲压模具而言，合理的热处理方案能够将钢材的潜在性能发挥到极致。
热处理是模具钢获得最终力学性能、使用寿命和尺寸稳定性的关键工艺。对于注塑模具、压铸模具和冲压模具而言，合理的热处理方案能够将钢材的潜在性能发挥到极致。
模具钢热处理的核心在于：控制加热温度、保温时间和冷却速度三者之间的关系，从而获得预期的显微组织（马氏体、贝氏体、回火索氏体等）和力学性能。
本手册系统介绍退火、淬火、回火三大基础工艺及真空热处理、表面强化等先进工艺，并给出常见缺陷的对策。
退火是将钢材加热到奥氏体化温度以上（Ac₃ + 30~50°C），保温后缓慢冷却（炉冷）的工艺。退火的主要目的是：
#### 常见模具钢退火参数
淬火是将钢材加热到奥氏体化温度，保温后快速冷却（水、油、气、盐浴等介质），使奥氏体转变为马氏体，从而大幅提高硬度和强度。
#### 淬火三大阶段
温度 ↑
│
│ ┌──────────────────┐
│ │ ③ 冷却阶段 │ ← 控制冷却速度，避免淬裂
│ │ ② 保温阶段 │ ← 确保组织完全奥氏体化
│ │ ① 加热阶段 │ ← 控制升温速度，减少热应力
│ └──────────────────┘
│
└──────────────────────────→ 时间#### 关键参数：淬火温度与冷却介质
Ms 点（马氏体转变起始温度）：决定了淬火后残余奥氏体量。Ms 越低，残余奥氏体越多，尺寸稳定性越差。
回火是将淬火后的模具钢重新加热到 Ac₁ 以下某一温度，保温后冷却的工艺。目的是：
#### 回火温度与硬度关系
真空热处理是目前模具钢热处理的先进主流工艺，在真空环境中完成加热、淬火和回火过程。
温度 ↑
│ ┌──────────────────────┐
│ │ ② 保温 (1000~1050°C)│
│ ┌──────────────┘ │
│ │ ① 阶梯加热 │
│ │ 600°C 均温 → 850°C 均温 │
│ └─────────────────────────────────────┘
│ ④ 回火
│ ┌──┐
│ ③ 高压气淬 (N₂/Ar, 2~10bar) ──────────→ │ │
│ └──┘
└────────────────────────────────────────────→ 时间对于表面耐磨性要求极高的模具（如工程塑料模具、玻纤增强塑料模具），仅依靠基体热处理不够，需要配合表面强化工艺。
渗氮是最常用的模具钢表面强化方式，包括气体渗氮和离子渗氮（等离子渗氮）两种。
┌──────────────┐
┌──────────┤ 化合物层 ε │ ≈5~15μm, HV 800~1200
│ │ (Fe₂₋₃N) │
│ ├──────────────┤
表面 ←─┤ │ 扩散层 γ' │ ≈0.05~0.3mm, HV 500~800
│ │ (Fe₄N) │
│ ├──────────────┤
└──────────┤ 基体材料 │ 原始硬度
└──────────────┘选型建议： 模具表面强化优先选离子渗氮（性价比高）；精密冲裁模选 PVD 涂层（尺寸不变）；硬质合金模选 CVD（附着力好）。