高强韧性热作模具钢的热处理
高强韧性热作模具钢的特点是碳质量分数较低（0.3%～0.5%），含有较多的铬、钨、钼、钒、铌等碳化物形成元素。含铬量较高，其质量分数一般都在3%～5%。因此钢的抗氧化性及耐热性介于高韧性及高热强性热作模具钢之间，通常可称为中等耐热韧性钢。所以在许多热作模具上都广泛应用。
常用的钢种有：4Cr5MoSiV1（H13）、4Cr5W2SiV（914958）、3Cr3Mo3VN6（HM3）、60Cr4Mo3Ni2WV（CG-2）、4Cr3Mo2MnVB（ER8）、5Cr4Mo3SiMnVAI（012A1）等。我国标准中应用最多且具代表性的钢号有4Cr5MoSiV1、4Cr5MoSiV、4Cr5W2VSi等钢。我国压铸模材料普遍采用H13，3Cr2W8V已很少应用，经热处理和渗氮处理，大幅度提高了压铸模的寿命。
4Cr5MoSiV1（H13）钢与4Cr5MoSiV（H11）钢
4Cr5MoSiV1钢的合金含量比3Cr2W8V钢低，但抗冷热疲劳性能、韧性、塑性都比3Cr2W8V好，在制造压铸模工作零件时，可以取代3Cr2W8V钢。4Cr5MoSiV钢也是含Cr5%的系列热作模具钢的代表性钢号，这个系列中人们更熟悉H13，其实H11更早就纳入我国《合金工具钢》标准。其成分特点是合金配比合理且总量不高，与H13比较，Mo和V的含量低一些，性能特点基本相同，只是抗热疲劳和耐磨性稍低。与其他合金工具钢比较，显著优点是强韧性好，可以作为H13的替代钢种。
市场上供应的4Cr5MoSiV1钢或H13钢的钢材或模坯，在钢厂都经过了良好的锻造或轧制以及热处理，保证了具有良好的金相组织，适当的硬度，良好的可加工性，因此原材料不必在制造厂再进行了退火处理。但制造厂将之改锻成毛坯后，破坏了原来的组织和性能，必须重新退火。压铸模的失效分析表明，大多数的压铸模失效原因都是由于热处理不良引起的，所以压铸模的热处理是模具制造的关键技术之一，而淬火是其中最重要的工序。
热处理工艺如下：
H13、H11钢退火：①普通退火：随炉升温加热到860～900℃后，保温2～4h，以30℃/h冷速冷到500℃以下出炉空冷。硬度≤229HBW。②等温球化退火：随炉升温加热到860～900℃后，保温2h，降温到740～760℃，等温4h左右，以30℃/h冷速冷到500℃以下出炉空冷，硬度≤229HBW。
淬火：H13最佳奥氏体化温度应选择比1020～1080℃，从1070℃加热开始，奥氏体晶粒开始明显长大。淬火加热应先经500℃、800℃两次预热，冷却可采用空冷、油冷，也可采用分级冷却。H11最佳奥氏体化温度应选择在1000～1040℃，淬火加热也应先经两次预热至透热，冷却可采用油冷，也可采用分级冷却，油冷淬火后硬度可达57～60HRC。对于要求热硬性为主的模具，应选取上限加热，对于要求韧性较好的模具，可选取中下限加热。
回火：H13、H11钢的回火温度为550～650℃，回火应进行两次。在500℃回火出现二次硬化峰，硬度最高为55HRC左右，但韧性最差。两次回火一定要充分，两次回火之间零件要冷到室温。保温时时间按1h/25mm计算，每次不应少于4h。
H13钢最常用的淬火冷却方法是分级淬火，在370℃左右的盐浴中冷却，直到模具零件各部位的温度均匀，然后取出空冷。冷却到80℃左右，要立即回火。大型复杂的铝合金压铸模工作零件采用分组淬火，可以获得最满意的使用寿命。盐浴淬火回火后应及时清理。
清理和精加工以后的钢模具零件要在510～540℃加热进行去应力退火，按1h/25mm保温，在炉内自然冷却或空冷。这样一方面消除了应力，另一立面由于在氧化性的空气炉内加热，表面形成一层可起润滑作用的氧化膜，在模具工作时减少了液态金属对模具的侵蚀，可起到保护作用。
在保证心部强度不降低的前提下，以低于回火温度进行过渗氮、低温氮碳共渗（盐浴渗氮、气体氮碳共渗）、离子渗氮，并达到去应力退火效果，可进一步强化，效果更好。有效渗氮层尝试以0.1～0.13mm为宜，过深容易引起尖锐边角处的崩裂，渗氮后的表面硬度可达1100～1300HV。模具维修后再作渗氮处理，可延长使用寿命。
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