1.2347模具钢（德国DIN/EN标准，对应美国H13改良型）是一种高性能热作模具钢，它在经典的H13（1.2344）基础上，通常通过更纯净的冶炼工艺（如ESR电渣重熔） 和更优化的成分微调，获得了更均匀的组织、更好的各向同性、更高的热疲劳性能和韧性。

其热处理工艺框架与H13相似，但要求更为严格和精细，以充分发挥其优质材料的潜力。核心目标是在保持高硬度的同时，获得最佳的韧性、热稳定性和抗热疲劳性能。

以下是针对1.2347的详细热处理工艺指南。

核心热处理工艺流程

工艺流程遵循：预处理 → 淬火 → 回火 → 后处理 的路径。

1. 预处理：去应力退火

• 时机：在粗加工后、半精加工前进行。

• 目的：消除粗加工产生的内应力，显著减少最终热处理变形。

• 工艺：

• 温度：650 - 680°C

• 保温时间：按工件有效厚度计算，通常每25mm厚度保温1小时，最少2小时。

• 冷却：必须炉冷或以≤30°C/小时的速率缓慢冷却至500°C以下，然后空冷。

• 关键：缓慢冷却至关重要，快冷会引入新的应力。

2. 淬火：获得均匀的马氏体组织

• 预热（必须执行）：

• 两段预热是标准操作：

• 每阶段保温时间应确保工件心表温度均匀。

1. 第一阶段：450 - 500°C（消除热应力）

2. 第二阶段：800 - 850°C（平衡温度，减少高温加热时间）

• 奥氏体化：

• 选择依据：1030°C左右可获得更细的晶粒和更佳的韧性；接近1050°C可获得更高的热强度和耐磨性，但韧性略有牺牲。对于纯净度高的1.2347，建议采用中下限温度（如1035°C） 以避免晶粒过度长大。

• 温度：1020 - 1050°C。推荐范围 1030 - 1040°C。

• 保温时间：盐浴炉约为0.5-1.0 min/mm，真空/气氛炉需延长20-40%。原则是“透热即可”，避免晶粒粗化。

• 环境：必须在真空炉或可控保护气氛炉中进行，这是发挥其材料优势的绝对前提。任何表面脱碳都会严重损害其热疲劳性能和寿命。

• 冷却：

• 首选方案：高压气体淬火。使用4-10 bar的氮气或氦气。这是最推荐的方法，尤其适合复杂模具，能做到冷却均匀、变形极小、表面无氧化。

• 优质方案：分级淬火。在500-550°C的盐浴或等温淬火油中停留，使内外温度一致后空冷。能有效减少热应力和变形。

• 常用方案：油淬。使用热油（60-80°C）。出油温度应控制在150-200°C（工件表面油渍冒浓烟但不着火），并立即转入回火炉。

3. 回火：决定最终性能的关键

• 核心原则：必须进行至少两次，强烈推荐三次回火。 淬火后应尽快回火（工件冷却至约80°C时）。

• 回火温度与硬度关系：

• 目标硬度 HRC 48-50（最佳综合性能）：回火温度 560 - 590°C

• 目标硬度 HRC 46-48（更高韧性）：回火温度 590 - 610°C

• 绝对避开：350 - 500°C 的回火脆性温度区间。

• 回火工艺：

• 第一次回火：在选定温度下保温至少2小时（大截面需延长），然后空冷至室温。

• 第二次回火：在相同温度下，再次保温至少2小时，空冷至室温。

• 第三次回火（强烈推荐）：再进行一次相同温度和时间的回火。三次回火能确保残余奥氏体充分转变，应力彻底消除，组织极度稳定。

• 为什么需要多次回火：每次回火都将前一次形成的马氏体回火，并促使更多残余奥氏体转变。三次回火后，组织和尺寸达到高度稳定，这对于高精度、长寿命的热作模具（如压铸模）至关重要。

4. 最终稳定化处理（去应力）

• 时机：在所有机械加工、电火花加工、抛光完成后，模具投入使用前。

• 工艺：进行一次低于最终回火温度20-30°C的低温回火。

• 例如，最终回火温度为580°C，则进行 550-560°C，保温4-6小时 的处理。

• 目的：消除精加工（特别是EDM）产生的表面应力层和整体应力，极大提高模具的尺寸稳定性和抗早期开裂能力。

工艺参数总览表

与1.2344 (H13) 工艺的细微区别

1. 更高的工艺纪律要求：由于1.2347材料更纯净、性能潜力更高，任何工艺偏差（如脱碳、回火不足）导致的性能损失会更令人惋惜。因此，对设备（如真空炉）和操作规范的要求更为严格。

2. 更倾向使用高压气淬：为了最大化其各向同性和减少变形，高压气淬是首选方案，更能发挥其材料优势。

3. 更强调多次回火：为了获得极致的尺寸稳定性和韧性，三次回火几乎是标准配置。

常见错误与避免方法

1. 错误：在空气炉中加热。

• 后果：严重脱碳，热疲劳性能骤降，模具早期龟裂。

• 纠正：必须使用真空或保护气氛炉。

2. 错误：只进行一次回火。

• 后果：残余应力高，组织不稳定，模具在使用中易变形或早期开裂。

• 纠正：严格执行至少两次，推荐三次回火。

3. 错误：忽略最终稳定化处理。

• 后果：电火花加工的白层和应力未消除，成为裂纹源。

• 纠正：精加工后务必进行低温去应力回火。

总结：

1.2347模具钢的热处理是一门“精细工艺”。其成功关键在于：① 无氧化加热（真空/保护气氛）；② 精确的奥氏体化温度控制（~1035°C）；③ 均匀的冷却（高压气淬最优）；④ 充分且多次的高温回火（560-610°C，3次）；⑤ 最终的精加工后稳定化处理。 这套工艺旨在将其优异的材料潜能（高纯净度、高均匀性）转化为模具的实际高性能和长寿命。严格遵循此流程，是确保高端模具投资回报的核心。