最終熱處理應(yīng)根據(jù)模具和被鍛零件的形狀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及模具所要求的硬度、韌性等，選擇下述常規(guī)淬火、等溫淬火和高溫淬火三種熱處理工藝方法，再采用相同的回火工藝，獲得不同的強(qiáng)塑性配合，以提高模具的使用壽命。

(1)常規(guī)淬火工藝淬火與回火：

1)小型鍛模：由于小型模鍛件冷卻比較快，強(qiáng)度較高，故鍛模需具有較高的耐磨性，硬度應(yīng)在40~44HRC范圍內(nèi)。

2)中型鍛模：中型鍛模加工較大的鍛件，允許有較低的硬度36～41HRC。

3)大型鍛模：大型鍛模由于鍛模尺寸很大，淬火時(shí)的應(yīng)力和變形比較大，需要有較高的韌性，硬度以在35～38HRC范圍內(nèi)為宜。

錘鍛模用鋼的淬火溫度和回火溫度見表1、表2。

表1   錘鍛模用鋼的淬火溫度

表2   錘鍛模用鋼的回火溫度

為減少內(nèi)應(yīng)力與變形，鍛模自爐內(nèi)取出后，在空氣中預(yù)冷至800℃，然后油淬，淬火冷至200℃左右，并及時(shí)回火。回火可保留較多的殘留奧氏體，避免淬火開裂，但由于熱鍛模蓄熱能量很大，當(dāng)表面溫度冷到200℃左右出油時(shí)，心部溫度仍很高，這樣心部大量的殘留奧氏體在回火時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)變成珠光體或粗大的上貝氏體組織。上貝氏體組織是在鐵素體片層間分布有斷續(xù)分布的碳化物組織，裂紋擴(kuò)展阻力小，這種組織難以最大限度地發(fā)揮材料強(qiáng)韌性的潛力，模具使用壽命較低，使用過程中常出現(xiàn)早期斷裂。

(2)等溫淬火工藝  熱鍛模經(jīng)鍛造、退火、粗加工和精加工后，再進(jìn)行等溫淬火和回火，使基體組織獲得針狀馬氏體和下貝氏體復(fù)相組織，可充分發(fā)揮下貝氏體的優(yōu)勢。下貝氏體組織是在過飽和鐵素體中分布著彌散細(xì)小的碳化物，裂紋擴(kuò)展阻力較大和板條狀（位錯(cuò)型）馬氏體相近似，在塑性良好的情況下具有較高強(qiáng)度，這樣在硬度基本相同的情況下，沖擊韌度會(huì)顯著提高，而模具的耐磨性不足，但可采用工作型腔磨損強(qiáng)烈的部分進(jìn)行輪廓感應(yīng)淬火方法，以提高模具的使用壽命。

(3)高溫淬火工藝  通過對上述常規(guī)熱處理工藝進(jìn)行調(diào)整，在其他工藝參數(shù)不變的條件下，將淬火溫度提高至900℃，可使模具使用壽命提高2.5倍。提高淬火溫度后雖然使奧氏體晶粒顯著粗大化，但斷裂韌度卻提高了70%～125%，這主要是因?yàn)檫^熱淬火改善了模具的斷裂韌度。

1)增加了殘留奧氏體量，而且殘留奧氏體的薄片包圍在馬氏體片周圍。裂紋在通過馬氏體而交接到殘留奧氏體時(shí)便停止下來，因此，薄層狀?yuàn)W氏體具有阻礙裂紋擴(kuò)展的作用。

2) 5CrNiMo、5CrMnMo鋼在普通加熱時(shí)產(chǎn)生大量孿晶型馬氏體（片狀馬氏體），而過熱淬火時(shí)可產(chǎn)生較多的板條狀（位錯(cuò)型）馬氏體。板條狀馬氏體具有較高的強(qiáng)度和韌性，裂紋擴(kuò)展阻力較大使韌性提高，故過熱淬火多用于要求強(qiáng)韌化的熱處理，以提高模具使用壽命。

3)碳化物及夾雜物能溶入奧氏體，減少了形成微孔的核心。

熱鍛模的使用壽命與模具結(jié)構(gòu)、模具材料和工藝方法等有著密切的聯(lián)系，因此在模具制作過程中，應(yīng)根據(jù)模具使用條件、所要求的力學(xué)性能來進(jìn)行合理的選材，并從工藝上進(jìn)行控制，特別是熱處理的工藝控制尤為重要。只有采取合理的熱處理方法才能夠滿足熱鍛模的高耐磨性，在工作溫度下保持高的強(qiáng)度及良好的沖擊韌度和抗熱燒蝕性（包括高的熱疲勞抗力、抗氧化性和熱強(qiáng)性）及抗熱沖刷能力等要求。