冷处理是把已淬火的模具钢及时置于-70℃以下介质中继续冷却的工艺，那么模具钢为什么要做冷处理呢？
由于马氏体是在开始转变点Ms以下的连续冷却过程中形成，到达终点转变点Mf时停止转变，而许多模具钢种的Mf点在零下温度，模具在淬火冷却到室温后都不可避免地含有一定量的残留奥氏体，进一步地深度冷却，可减少淬火模具钢中的残余奥氏体，从而提高模具钢硬度和组织稳定性，以及尺寸的稳定性。故一些模具钢要进行冷处理。
冷处理的实质是淬火处理。室温下淬火应力和零度以下淬火应力叠加，当叠加应力超过该材料强度极限时便形成冷处理裂纹。
模具钢多为中、高碳合金钢，淬火后还有部分过冷奥氏体未转变成马氏体，保留在使用状态中成为残余奥氏体，影响使用性能。若置于零度以下继续冷却，能促使残余奥氏体发生马氏体转变，具体的预防方法可以分为两点：
1.淬火后冷处理之前，将模具置于沸水中煮30-60min，可消除15%-25%淬火内应力，并使残余奥氏体稳定化，再进行-60℃常规冷处理，或进行-120℃深冷处理，温度愈低，残余奥氏体转变成马氏体量愈多，但不可能全部转变完，实验表明，约有2%-5%残余奥氏体保留下来，按需要保留少量残余奥氏体可松弛的应力，起缓冲作用。因残余奥氏体又软又韧，能部分吸收马氏体化急剧膨胀能量，缓和相变应力；
2.冷处理完毕后，取出模具投入热水中升温，可消除40%-60%冷处理应力，升温至室温后应及时回火，冷处理应力进一步消除，避免冷处理裂纹形成，获得稳定组织性能，确保模具产品存放和使用中不发生畸变。
模具冷处理是把钢置于低于室温的适当温度进行冷却，以使淬火后钢中的残余奥氏体变为马氏体。淬火后残余奥氏体含量随钢中含碳量的增加而增多；钢中含降低Ms点的元素越多，淬火时，冷却介质温度越高，残余奥氏体量越多。冷处理后硬度虽然增加不多，但残余奥氏体量明显减少，回火组织容易稳定，尺寸变化很小。所以，冷处理已成为模具热处理中很重要的一项工艺。
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