热作模具热处理是工业生产中关键的一环，主要用于制造高温压力加工的成型模具，如热锻模、热挤压模和压铸模。热作模具的服役条件苛刻，主要面临以下挑战：
1. **高温受热**：模具在工作过程中，型腔表层金属会受到高温的影响，温度至少达到数百摄氏度，甚至更高。这要求模具材料具有良好的高温性能。
2. **热疲劳**：由于热作模具工作的间歇性，型腔表层金属经历反复的加热和冷却，导致热胀冷缩，产生拉压应力，进而引发热疲劳现象，即表面裂纹。
3. **载荷作用**：不同的模具承受不同的载荷。锤锻模承受强烈的冲击载荷和工作应力，热挤压模和压铸模则在高压下工作。
热作模具的失效方式主要有四种：
1. **变形失效**：由于模具软化和塑性变形超差引起的失效，硬度低于30HRC的模具表面容易发生变形。
2. **热疲劳失效**：模具表面因反复加热和冷却产生裂纹，最终导致断裂。
3. **断裂失效**：包括脆性断裂、韧性断裂等，与工作载荷、材料选择和处理不当以及应力集中等因素有关。
4. **热磨损失效**：模具工作部位与材料之间的摩擦导致尺寸超差和表面损伤。
为了确保热作模具的性能，材料需满足以下要求：
1. **力学性能**：
- 硬度和强度：材料在服役温度下应保持较高硬度和强度，同时具有良好的热稳定性。
- 韧性：对于承受冲击载荷的模具，高韧性至关重要。
- 热疲劳抗力：防止模具表面热疲劳裂纹，要求材料有良好的热疲劳抗力。
- 化学稳定性：抗氧化性和抗液态金属冲蚀能力，适应高温环境。
2. **工艺性能**：
- 加工性：良好的冷加工和热加工性能，确保模具制造的便捷。
- 淬透性和淬硬性：对于不同尺寸的模具，选择合适的淬透性和硬度。
- 热处理变形性：控制热处理过程中的变形，保证模具质量。
- 脱碳敏感性：减少无保护气氛加热造成的氧化和脱碳，提高模具使用寿命。
热作模具的热处理是一项综合性的技术，涉及材料的选择、热处理工艺的设计以及对服役环境的适应性。确保这些方面达到理想状态，才能保证模具的高效、安全和长久使用。在实际应用中，需根据具体的服役条件和失效模式，针对性地优化热处理工艺，以延长模具的使用寿命。
