模具制造工藝根據工況要求，由材料選用、熱加工成坯、冷加工成型、熱處理強化、精加工、裝配構成工藝體系。當工作環境有新的要求，或廠家為了降低成本，上述工藝環節可進行重組，形成新的工藝體系。

　　在模具制造工藝體系中存在諸多無耐之舉。為了提高大型模具的淬透性，必須采用高淬透性材料，以便淬硬模具工作層。高淬透性材料只有高合金鋼，該材料冶金、熱加工、熱處理工藝都很復雜，冷加工也有較大難度，造成模具制造成本提高。為了減輕這些因素的影響，某些只需局部強化的模具便采用高合金鋼鑲嵌模塊，基體則采用普通材料，做成組合模具，這樣一來便帶來模具精度的降低。

　　一、激光相變強化的金屬材料學

　　激光表面強化技術基于激光束的高能量密度加熱和工件快速自冷卻兩個過程，在金屬材料激光表面強化中，當激光束能量密度處于低端時可用于金屬材料的表層相變強化，當激光束能量密度處于高端時，工件表面光斑處相當于一個移動的坩堝，可完成一系列的冶金過程，包括表層重熔、表層增碳、表層合金化和表面熔覆。這些功能在實際應用中引發的材料替代技術，將給制造業帶來巨大的經濟效益。

　　所謂激光相變強化，是以激光束快速掃描工件，受熱層在光斑移開時，由于工件基體的熱傳導作用使溫度達到臨界點以上的受熱層發生相變，完成相變強化過程。相變強化工藝具有表面質量好的優點，可根據不同材質、工件熱容量大小、以及激光處理工藝參數的不同，實現硬度、層深可控。強化層深度，根據試驗實測，鋼為0.7-lmm，鑄鐵為0.35—O.65mm。

　　在傳統熱處理工藝中影。向強化效果的技術因素，在激光相變強化中所起的作用發生很大變化。

　　1.淬透性

　　淬透性對于傳統整體淬火工藝來說是個至關重要的技術指標，它決定該材料是否能夠得到淬火組織，實現強化目的；而對于激光表面相變強化來說，該指標無關緊要。

　　以大量使用的結構鋼45鋼和高速工具鋼W18Cr4V為例，45鋼奧氏體最不穩定的溫度是550℃左右，此時孕育時間約1s，如在1s之內沒能越過550℃，奧氏體便開始分解并轉變為珠光體；W18Cr4V鋼奧氏體最不穩定的溫度是750℃左右，此時孕育時間約8min左右，如在8min之內能越過750℃，奧氏體便可轉變為馬氏體或貝氏體。

　　在激光淬火中，當用D＝5mm的光斑，υ＝1200mm／min速度掃描時，一個固定點的加熱時間是0.2s。

　　據現場測試，鋼質件經0.2s加熱可使距表面O.7—1mm處的溫度升到Ac3臨界溫度以上；反過來，當工件的熱容量足夠大時，被加熱工件將以104—100℃／s的冷卻速度從Ac3臨界點溫度冷卻到馬氏體開始轉變溫度Ms以下。

　　所以不要說W18Cr4V的480s左右的孕育時間，就是45鋼的1s左右孕育時間，對于奧氏體越過珠光體轉變區域，完成馬氏體相變也綽綽有余。所以說，淬透性對于激光表面相變強化來說無關緊要。

　　2.彌散強化和畸變強化

　　激光相變強化是以高能量密度的激光束照射工件表面，使需要強化的部位瞬間吸收光能，溫度急劇上升，形成奧氏體，此時基體處于冷態，與加熱區之間有極高的溫度梯度，當停止激光照射，加熱區因急冷而發生淬火，使金屬表面發生馬氏體轉變。

　　在此工藝環境下形成的奧氏體，表面層的奧氏體化時間約o.2s，最里層則是瞬間的，不管是表層,還是里層，奧氏體晶粒都沒有孕育長大的機會。彌散的奧氏體晶粒，形成彌散的馬氏體相，使馬氏體具有晶格強化的同時具有彌散強化效果。

　　而且，在激冷條件下形成的馬氏體晶格，比常規淬火有更高的缺陷密度。與此同時，殘余奧氏體也獲得極高的位錯密度，從而使金屬材料具有畸變強化效果，強度大大提高。

　　3.無氧化脫碳淬火

　　在傳統熱處理中，模具在加熱過程如沒有保護措施，便會發生氧化、脫碳現象，使模具的硬度、耐磨性、使用性能