汽車半軸的毛坯鍛造過程中很重要的是法蘭盤的成形。我廠的汽車半軸是在擺碾機上熱擠壓終鍛而成，模具的材質(zhì)選用3Cr2W8V。該模具的受力情況：既承受壓縮應力和彎曲應力，脫模時也承受一定的拉應力，由于模具與熾熱的毛坯接觸，需要水冷，因而承受冷熱應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度和沖擊韌度有一個最佳的匹配。為此，經(jīng)過實踐探索，我們采用充分預熱、高溫加熱時間縮短、分級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
在原工藝(見圖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，通過回火的二次硬化使硬度達到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，熱磨損嚴重，壽命不高。
改進工藝后(見圖2)，淬火溫度提高后，合金碳化物有了大量的溶解，但是在回火時形成了大量彌散分布的硬質(zhì)相，導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。
再次改進工藝后(見圖3)，在充分預熱后，在高溫區(qū)保溫0.5h后分級淬火，再經(jīng)過高溫回火完成組織轉(zhuǎn)變和消除應力，低溫回火消除殘余應力，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到了高溫強度和沖擊韌度最佳的匹配，使用壽命得到了提高。
2.改進效果
在應用了最終改進的工藝方案后，擺碾機的熱擠壓終鍛模具的使用壽命提高了2～3倍(見附表)。
3.結(jié)語
通過對比三種工藝，我們分析了使用條件的影響因素，結(jié)合實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。
