（1）提高H13鋼的材質(zhì)質(zhì)量

采用清潔鋼冶煉工藝，降低雜質(zhì)元素含量，提高H13模具鋼的純凈度，如用廢鋼冶煉，要求硫、磷量低，嚴(yán)格控制有害元素As、Sn、Pb、Bi、Sb、Cu含量。采用電爐冶煉+精煉（LF+VD）及電渣重熔；吹氬攪拌，造合成渣，選用合適的脫氧劑；燒注過程中加入變質(zhì)劑、保護(hù)澆（防止二次氧化），控制澆注溫度，選用合適錠型尺寸的模具。

國外優(yōu)質(zhì)的H13鋼W_s為0.008%～0.005%，w_p≤0.025%；特優(yōu)的H13鋼w_s≤0.003%，w_p≤0.015%；雜質(zhì)含量水平達(dá)到1～1.5級(jí)。硫量的降低能提高模具的耐熱疲勞性和抗破裂性能。

經(jīng)上述冶煉、燒注工藝的鋼錠，大大改善了鑄態(tài)組織的碳化物的分布，結(jié)晶組織細(xì)化，偏析減少，材質(zhì)質(zhì)量大大提高，即提高了純凈度及化學(xué)成分和組織的均勻性。

（2）改善H13鋼亞穩(wěn)共晶碳化物的形態(tài)、大小和分布，降低碳化物的帶狀偏析。

H13鋼雖屬過共析鋼、非共晶鋼，但由于碳及合金元素的嚴(yán)重偏析，會(huì)導(dǎo)致大塊狀（嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)多角狀）亞穩(wěn)共晶碳化物（液析碳化物）的出現(xiàn)。另外，由于鑄錠的枝晶偏析，鍛后退火有碳化物聚集成帶狀分布。

通�？梢詫�(duì)鋼錠或鋼坯進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散處理，即均質(zhì)處理（均勻化退火），改善成分和組織的不均勻，減少元素的偏析（C、Cr、Mo）。

選用較大鍛比及反復(fù)鐓拔、多向鍛造，增大變形量，不僅改善組織、力學(xué)性能，而且可以破碎大塊狀亞穩(wěn)共晶碳化物。通常鍛比為3～5。

采用組織細(xì)化處理，高溫固溶后短時(shí)等溫球化或高溫回火。

通過上述工藝措施大大改善了碳化物的形態(tài)、大小和分布，并且提高了模塊性能等向性，使模、縱向的韌性比在80%～90%以上。

（3）提高H13鋼模具的熱處理質(zhì)量

H13鋼模具熱處理在以下環(huán)節(jié)需多加注意。

1）針對(duì)模具的服役條件，正確選擇淬火加熱溫度，要求韌性較高的模具常選用下限的加熱溫度（1020℃左右），要求熱硬性為主的模具常選用上限的加熱溫度（1050℃左右）。

2）避免二次碳化網(wǎng)的出現(xiàn)。二次碳化物網(wǎng)出現(xiàn)可能有兩種情況：①原始組織中碳化物網(wǎng)嚴(yán)重，若加熱溫度不高或加熱時(shí)間不足，部分碳化物還殘存在晶界上（細(xì)網(wǎng)能全溶，粗網(wǎng)可能不全溶），淬后回火有所加粗；②高溫加熱奧氏體化后，約在950～750℃溫度區(qū)間內(nèi)淬火冷卻相對(duì)較緩慢，在冷卻過程中沿晶析出二次碳化物。這兩種網(wǎng)狀碳化物均會(huì)對(duì)模具造成危害，常導(dǎo)致脆性開裂。顯微組織上區(qū)分，前者網(wǎng)孔一般較粗大，網(wǎng)絡(luò)較粗肥，多半不全封閉；后者網(wǎng)孔較小，網(wǎng)絡(luò)細(xì)瘦，全部或局部形成封閉或網(wǎng)絡(luò)。

4Cr5MoSiV1鋼雖是一種空冷硬化鋼，但為了避免在模具心部晶界上析出碳化物，對(duì)形狀簡單及淬火畸變要求不高、尺寸較大的模具可以采用油淬。采用分級(jí)淬火的溫度以350～500℃為宜，如分級(jí)溫度選在500～560℃時(shí)，雖可減少畸變，但在晶界上會(huì)析出碳化物，使韌性降低。

3）避免出現(xiàn)貝氏體脆性。冷卻中尤其模具心部應(yīng)避免出現(xiàn)大量上貝氏體組織，因其高溫回火后常出現(xiàn)貝氏脆性。這在模塊淬火冷卻介質(zhì)、冷卻方法選擇上應(yīng)加以注意（如分級(jí)淬火的溫度、時(shí)間等的選擇）。

4）避免在低沖擊值范圍內(nèi)回火。4Cr5MoSiV1鋼在500℃左右回火時(shí)硬度值最高，但沖擊韌度最低，因此，通�；鼗饻囟葢�(yīng)高于500℃。

5）采用兩次（或兩次以上）回火。模具在淬冷到80～50℃時(shí)，應(yīng)立即回火，以免冷到室溫后可能出現(xiàn)開裂。第二次回火必須待模塊冷至80℃以下時(shí)才進(jìn)行。

回火使組織充分轉(zhuǎn)變并穩(wěn)定。一般580～640℃兩次回火，模腔硬度為44～48HRC。

適當(dāng)提高第二次回火后的冷卻速度，有利于提高韌性，延長模具的使用壽命。

6）采用合適的化學(xué)熱處理方法與工藝。一般模具試模后進(jìn)行最終的滲氮或氮碳共滲處理，應(yīng)嚴(yán)格控制白亮層厚度和脈狀氮化物的形態(tài)、大小和分布，并根據(jù)工況確定合理的擴(kuò)散層深度（即滲氮層深度）。

模具從第一次滲氮或氮碳共滲后投入使用至報(bào)廢，中間還可經(jīng)過1～2次的滲氮或氮碳共滲處理（有時(shí)可結(jié)合模具消應(yīng)力處理同時(shí)進(jìn)行）。

（4）機(jī)加工、使用維護(hù)保養(yǎng)

應(yīng)留有合適的機(jī)加工切削余量，保證完全除去脫碳層，并達(dá)到一定的表面粗糙度要求。

采用電火花加工或電火花線切割模具時(shí)存在的表面變質(zhì)層或白硬層，易引起模具的變形和開裂。對(duì)于電火花加工的模具，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回火，其回火溫度低于最終回火溫度20～30℃，時(shí)間以2～3h為宜。為防止高溫回火時(shí)發(fā)生表面氧化，模具應(yīng)在保護(hù)氣氛或真空加熱爐中處理。對(duì)于線切割的模具，應(yīng)對(duì)切割面進(jìn)行研磨隨即及時(shí)回火（160～180℃，＞2h）或噴丸后時(shí)效回火（120～160℃，6～10h）。

使用中應(yīng)注意模具的預(yù)熱與冷卻方法（采取適當(dāng)降低模面溫度而不至于使模溫上下波動(dòng)范圍過大的冷卻方法），采用合適的潤滑劑等。

總之，提高4Cr5MoSiV1鋼模具的使用壽命是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它包括冶金質(zhì)量、鍛造加工、預(yù)備熱處理、機(jī)械加工質(zhì)量、最終熱處理、合理的技術(shù)要求及使用維護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)。