工藝1：GCr15鋼冷沖模的股役條件，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，采用鹽爐進(jìn)行高溫固溶處理和循環(huán)加熱淬火雙細(xì)化熱處理工藝，在不降低強(qiáng)度和耐磨性情況下，提高了強(qiáng)韌性。具體工藝如下：

（1）高溫固溶處理  1040～1050℃×30～45min鹽浴加熱后，在640～650℃的中性鹽浴中，冷卻20min后出爐空冷。

（2）循環(huán)加熱淬火  820℃×5min淬熱油，空冷，再820℃×5min淬熱油，空冷，循環(huán)4次。

（3）回火  150～160℃×2h，回火后空冷。

經(jīng)上述雙細(xì)化工藝處理后，金相組織以板條馬氏體為主，加少量的殘留奧氏體和碳化物，硬度為62～63HRC。

GCr15鋼沒(méi)有組織遺傳現(xiàn)象，用碳化物細(xì)化預(yù)備熱處理和四次循環(huán)加熱淬火工藝，碳化物和奧氏體進(jìn)行雙細(xì)化處理，可使碳化物尺寸細(xì)化到0.3μm，奧氏體晶粒度14級(jí)，且淬火后得到的板條馬氏體及形態(tài)、分布良好的殘留奧氏體，并能改善常規(guī)淬火的“黑白區(qū)”。因而，在硬度、強(qiáng)度基本保持不變的情況下，斷裂韌度提高了2～3倍。

經(jīng)雙細(xì)化工藝處理后，碳化物尺寸顯著減小且分布均勻，明顯改善了它對(duì)韌性的有害影響。同時(shí)，碳化物細(xì)小還能促使奧氏體細(xì)化及其成分的均勻度；細(xì)小均勻分布的碳化物，還有彌散強(qiáng)化的作用。

循環(huán)加熱淬火，一般循環(huán)加熱3～4次，可使奧氏體超細(xì)化，可達(dá)14級(jí)超細(xì)晶粒度。晶粒愈多，鋼材的韌性也愈好；細(xì)化晶粒可同時(shí)改善強(qiáng)度和韌性。

雙細(xì)化處理的GCr15鋼冷沖模使用壽命從原常規(guī)處理工藝的2000件提高到14000件。

工藝2：GCr15鋼制軸承滾子冷沖模多次回火工藝。

GCr15鋼軸承滾子冷沖模按常規(guī)處理，壽命較短，有的只沖幾次、幾十次就報(bào)廢。經(jīng)研究分析，刃口處有微小裂紋，它是由于回火不充分，應(yīng)力未消除引起的；而脫皮現(xiàn)象是因?yàn)槟ハ骷庸�沒(méi)有進(jìn)行第二次回火所致。改進(jìn)后的熱處理工藝為：

1）775～785℃×6h球化退火，爐冷至350℃出爐空冷，硬度≤255HBW。

2）830～840℃×50min淬水，水冷至180℃左右出水空冷。

3）190～210℃×3h+170～190℃×3h硝鹽回火。

按上述工藝處理后，模具硬度為58～60HRC，壽命使用壽命穩(wěn)定在6000件左右，比常規(guī)熱處理提高數(shù)倍。

工藝3：GCr15鋼冷沖模堿液淬火

GCr15鋼冷沖模原采用840℃～860℃加熱淬油，150～160℃回火。硬度為58～60HRC，使用壽命很低，失效主要形式為開(kāi)裂。

改進(jìn)后的工藝為：600℃×1min/mm鹽浴預(yù)熱；840～860℃×30s/mm鹽浴加熱；160～190℃×2～3 min堿浴分級(jí)淬火；150～160℃×2h+300～350℃×1h回火。硬度為55～57HRC，沖模使用壽命提高10倍。

工藝4：GCr15鋼制冷沖模形變熱處理

GCr15鋼冷沖模，原采用等溫球化退火，常規(guī)熱處理淬火、回火工藝，沖模常因崩裂、裂紋、變形而失效。

在毛坯最后一火終鍛后，鍛坯溫度大約為900～950℃，不要緩冷，而是油冷至500～600℃，隨后進(jìn)行750℃×3.5h高溫回火。淬火回火工藝：840～850℃加熱，模具內(nèi)孔噴水冷卻至200℃，轉(zhuǎn)入油冷；200℃×3h回火+160℃×6h回火，模具使用壽命由原來(lái)950～1321件上升到2600～2900件，提高了1～2倍。

工藝5：GCr15鋼冷沖模激光淬火

GCr15鋼沖孔采用500W CO₂激光器淬火，功率密度為0.3×10⁴W/cm²，離焦量為3mm，掃描速度為50mm/s。激光淬火前，工件經(jīng)磷酸鹽磷化處理。常規(guī)處理模具壽命為800～1000件，經(jīng)激光淬火后平均使用壽命提高到11200～16000件。硬化層深度為0.268mm，表面硬度為927HV。