I. Предварительная термическая обработка

Для штамповых поковок заэвтектоидной стали сначала следует провести нормализацию, а затем сфероидизирующий отжиг. Это устраняет сетчатый вторичный цементит в поковке, измельчает зерно, снимает внутренние напряжения и подготавливает структуру для последующей термической обработки. Перед закалкой деталей штамповой матрицы следует провести низкотемпературный отпуск. Для некоторых матриц сложной формы и с высокими требованиями к точности после черновой обработки и перед чистовой обработкой следует провести улучшение (закалку с высоким отпуском), чтобы уменьшить деформацию при закалке, максимально избежать склонности к трещинообразованию и подготовить структуру для окончательной термической обработки.

II. Оптимизация технологии обработки закалкой и отпуском

1. Защита деталей при закалке
   Обработка закалкой и отпуском — это ключевой этап, влияющий на деформацию или растрескивание деталей штампов при термической обработке. Для участков важных деталей, склонных к деформации или растрескиванию при закалке, необходимо принять эффективные защитные меры, стремясь к симметричности формы и сечения детали и сбалансированности внутренних напряжений.

2. Совершенствование способов нагрева
   Для небольших пуансонов и матриц или длинных цилиндрических деталей можно предварительно нагреть до 520-580°C, а затем поместить в среднетемпературную солевую печь для нагрева до температуры закалки. Это значительно уменьшает деформацию по сравнению с нагревом непосредственно в электрической или отражательной печи и позволяет контролировать склонность к трещинообразованию. Особенно для деталей из высоколегированной стали правильным способом нагрева является: предварительный нагрев с последующим повышением температуры до температуры закалки. Во время процесса нагрева следует максимально сокращать время выдержки при высокой температуре, чтобы уменьшить деформацию при закалке и избежать образования микротрещин.

3. Определение температуры нагрева
   Слишком высокая температура закалки приводит к росту зерна аустенита, окислению и обезуглероживанию, увеличивая склонность к деформации и растрескиванию. В пределах заданного температурного диапазона слишком низкая температура нагрева под закалку приведет к сокращению внутренних отверстий детали и уменьшению их диаметра. Поэтому для углеродистых сталей следует выбирать верхний предел температурного интервала. Для легированных же сталей повышенная температура нагрева вызывает расширение внутренних отверстий и увеличение их диаметра, поэтому следует выбирать нижний предел температурного интервала.                                                                                             

4. Выбор охлаждающей среды
   Для легированных сталей лучшим методом уменьшения деформации при закалке является изотермическая закалка или ступенчатая закалка в горячей ванне из нитрата калия и нитрита натрия. Этот метод особенно подходит для обработки штампов сложной формы и с точными размерными требованиями. Для некоторых деталей с множеством отверстий время изотермической закалки не должно быть слишком длительным, иначе это может привести к увеличению диаметра или расстояния между отверстиями. Использование особенностей усадки при охлаждении в масле и расширения при охлаждении в нитратных солях позволяет, при грамотном применении закалки в двух средах, уменьшить деформацию детали.

5. Оптимизация способа охлаждения
   Перед помещением в охлаждающую среду после извлечения из печи деталь следует немного охладить на воздухе, а затем закалить. Это один из эффективных методов уменьшения деформации при закалке и предотвращения склонности к трещинообразованию. После помещения детали в охлаждающую среду ее следует вращать, периодически меняя направление вращения. Это способствует равномерной скорости охлаждения всех участков детали, что значительно уменьшает деформацию и предотвращает склонность к растрескиванию.
6. Контроль процесса отпуска
   После извлечения из охлаждающей среды деталь не следует долго держать на воздухе, ее необходимо своевременно поместить в печь для отпуска. При отпуске следует избегать отпускной хрупкости I и II рода. Для деталей с высокими требованиями к точности после закалки применяют многократный отпуск для снятия внутренних напряжений, уменьшения деформации и предотвращения склонности к трещинообразованию.
7. Термическая обработка перед электроэрозионной обработкой
   Для деталей штампов, подлежащих электроэрозионной обработке (резке), перед ней следует применять технологию ступенчатой закалки и многократного отпуска. Это повышает прокаливаемость детали, способствует равномерному распределению внутренних напряжений и переводит их в состояние с малыми напряжениями. Чем меньше внутренние напряжения, тем меньше склонность к деформации и растрескиванию после электроэрозионной обработки.