火焰淬火模具鋼7CrSiMnMoV在模具上的應
由于在高溫、高速、高負荷條件下工作，模具通常采用耐高溫、耐磨、合金成分較高的合金
鋼、耐熱鋼、硬質合金等難加工材料制成。為了提高壽命還須進行特定的熱處理工藝或表面強化
工藝，所以加工難度很大。超硬刀具切削、電、化學加工等特殊的加工方法可以解決一些問題，
但成本明顯增加。
目前，我國廣泛使用的冷作模具鋼有CrWMn 和Cr12型鋼等。前者的缺點是易形成網狀碳化物
，而后者共晶碳化物帶狀偏析嚴重，結果都使鋼的強韌性降低，導致模具易崩刃、斷裂而早期失
效。為了改善強韌性，生產上采用了多種強韌化工藝，如低溫淬火工藝等。另一方面，人們通過
合金化方法，在努力尋求性能更為優越的冷作模具鋼。火焰淬火模具鋼 7CrSiMnMoV(代號CH-1)即
是工業發達國家近年開發和使用的新型模具鋼，其主要特點如下：
(1)強韌性好　火焰淬火具有和整體淬火相近的硬度和各種性能。淬硬層下有高韌性基體作襯
墊，工作時刃口不易產生開裂、崩刃現象。采用表面強化工藝后硬化層保留了一定的壓應力
(304MPa)，可提高疲勞強度，使模具獲得較高的使用壽命。
(2)淬火變形小　當模具全部加工成型后，在刃口用氧-乙炔火焰加熱至淬火溫度，然后空冷
即達到淬火目的，不須其它加工，所以變形很小。
(3)修復方便　可焊性好，制造有偏差時可用相應的焊條進行補焊，經打磨修整即可達到理想
的效果。
(4)節省費用，降低成本　由于只需氧-乙炔氣源，不受場地、裝備的限制，操作方便。省去
整體淬火多次加熱回火的繁瑣工序，提高了生產率。初步統計結果，7CrSiMnMoV鋼采用火焰淬火
工藝制造的模具與Cr12鋼模具相比省電約80%，勞動生產率提高約20%，熱處理總費用降低70%左右
，模具壽命提高1.5倍以上。
汽車、摩托車用大型模具切邊刃口通常采用Cr12或Cr12MoV鋼材料。由于模具尺寸較大，又多
為三維異型曲面，所以不論采用整體結構或鑲拼結構，加工都十分困難。整體結構浪費材料，工
藝的可行性要受到熱處理爐口尺寸的限制。鑲拼結構熱處理以后變形大，消除變形困難，且容易
降低模具的精度。 80年代火焰淬火鋼的出現首先是在汽車行業得到應用和推廣，繼而在模具制造
中也得到越來越多的應用。
近幾年，我公司與協作廠家在聯合開發替代進口的摩托車油箱模具及其他一些沖裁模具中，
成功地采用了7CrSiMnMoV鋼和火焰淬火工藝。7CrSiMnMoV鋼的主要化學成分見表1。
表1　7CrSiMnMoV鋼的化學成分　質量分數　w(%)
鋼號      C      Cr     Mo      V      Si     Mn
7CrSiMnMoV      0．65～0．75     0．9～1．2      0．2～1．5     0．15～0．30      0．
85～1．15      0．65～1．05
首先將7CrSiMnMoV圓鋼按要求鍛造成型，或按零件要求鍛造成各種三維形狀(實型造型)。退
火后粗加工、磨平，在加工中心加工出刃口形狀，鉗工修配、安裝調試后火焰淬火，圖1為油箱內
殼切邊刃口圖。淬火預熱溫度一般控制在180～200℃，預熱1～1.5h。對單一的大型、整體、封閉
型腔模具可用噴槍直接預熱。淬火加熱火焰為中性焰，火焰長度10～15mm，氧氣壓力控制在49～
69MPa，乙炔壓力控制在4.9～6.9MPa。加熱時火焰距離加熱面1～3mm，距離刃口邊沿4～6mm，加
熱帶控制在2～3mm，距離刃口邊沿4～6mm，加熱的速度控制在160～200mm/min。模具的*終硬度
基本可控制在52～62HRC，淬火的深度達1.5mm，由于火焰淬火以后材料尺寸變化量遠小于整體淬
火，長度在300mm以內的鑲塊結構模具，結合縫之間的間隙<0.12mm，這對于沖裁模具而言其壽命
和精度是完全滿足要求的。
以上是采用7CrSiMnMoV鋼制造摩托車油箱模具及摩托車頭盔模具中的一些經驗技術數據，實
踐證明，在其它一些沖裁模具的制作中也可參考，模具的質量和壽命明顯提高，極大地方便和滿
足了生產的需要。所以，用7CrSiMnMoV鋼火焰淬火工藝代替CrWMn和Cr12鋼制作大型三維曲線模具
，是一種值得推廣的方法。