粉末冶金作為一種重要的成型工藝被廣泛應(yīng)用于機(jī)械等行業(yè)。粉末冶金成型模具和成型模具的質(zhì)量和壽命是決定粉末冶金零件質(zhì)量和壽命的重要因素。因此，提高粉末冶金模具的質(zhì)量和壽命對于擴(kuò)大粉末冶金零件的應(yīng)用范圍非常重要。

粉末冶金模具在使用過程中，通常會因磨損而失效。工具鋼在熱處理后的金相組織中一般含有較多的殘余奧氏體。由于殘余奧氏體是強(qiáng)度和硬度較低的軟相，而殘余奧氏體是不穩(wěn)定相，因此用于模具中。在此過程中，容易發(fā)生組織轉(zhuǎn)型和組織壓力，導(dǎo)致工具和模具的早期損壞。特別是當(dāng)殘余奧氏體量超過5%以上時(shí)，材料的強(qiáng)度和耐磨性會顯著降低。

鑒于粉末冶金行業(yè)廣泛使用的低成本Gr15鋼粉末冶金零件成型模具和塑料模具壽命低，采用深冷處理來提高鋼材的耐磨性延長粉末冶金模具的使用壽命，從而降低粉末冶金零件的生產(chǎn)成本，提高零件質(zhì)量。

Gr15鋼經(jīng)過正常熱處理后，仍有較多的殘余奧氏體。深冷處理是減少殘余奧氏體的最有效方法。當(dāng)深冷處理溫度降至-140℃以下時(shí)，殘余奧氏體量基本穩(wěn)定。這是因?yàn)闇囟冉档偷揭欢ǔ潭?，未相變殘余奧氏體的應(yīng)力狀態(tài)接近于等軸態(tài)。不易發(fā)生剪切變形，導(dǎo)致殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變過程停止。因此，-196℃深冷處理后仍有少量殘余奧氏體存在。由于殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，低溫處理后鋼的硬度略有增加。因此，深冷處理不僅提高了塑料模具的抗犁磨損能力，還提高了模具抗疲勞磨損的能力，從而顯著提高了塑料模具的壽命，即在使用時(shí)，單個(gè)模具的塑件數(shù)量顯著增加。

粉末冶金塑料模具在工作過程中，承受強(qiáng)烈的循環(huán)擠壓應(yīng)力，產(chǎn)生疲勞磨損。塑料模具經(jīng)過深冷處理后，強(qiáng)度和韌性都有所提高，增加了疲勞裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的難度，降低了磨屑剝落率，從而大大提高了模具的使用壽命。另一方面，粉末冶金模具經(jīng)過深冷處理后，殘余奧氏體量明顯減少，模具硬度和強(qiáng)度增加，提高了模具抗犁刀磨損的能力，也顯著提高了模具的耐磨性與壽命。