球墨铸铁因强度高、韧性好、导热均衡、抗热疲劳性能优良、切削加工性能佳且成本适中，已成为重力铸造、低压铸造、覆膜砂模具、重力浇铸模具等铸造模具的主流用材。合理的材质选型与精准的热处理工艺，直接决定模具的使用寿命、型腔尺寸稳定性、抗龟裂能力及铸件表面质量。本文系统介绍球墨铸铁铸造模具的材质选型原则与配套热处理工艺。

在材质选型方面，铸造模具用球墨铸铁首先要求基体组织均匀、石墨球化等级高，一般需达到球化等级 1～3 级，石墨球细小圆整，以保证高导热性与抗热冲击性。常用牌号以 QT500-7、QT600-3、QT700-2 为主，部分高寿命模具选用 QT800-2 或合金化球墨铸铁。

选择依据主要看模具工况： 中低温、中小批量模具，优先选用 QT500-7，韧性好、不易开裂，加工性能优异； 中高压、铝合金/镁合金铸造模具，推荐 QT600-3，强度与韧性平衡，抗热疲劳性能突出； 大型模具、长期批量生产、受热频繁的型腔部位，可选用 QT700-2 或添加 Cu、Mo、Ni 的合金球墨铸铁，提升高温强度与耐磨性； 对尺寸精度稳定性要求极高的精密模具，采用微合金化球墨铸铁，减少热处理变形。

同时，材质必须控制低磷、低硫，减少杂质引起的热裂纹风险；适当的珠光体含量可提升硬度与耐磨性，铁素体含量过高则易出现型腔变形、粘模等问题。

铸造模具常用的热处理工艺主要分为三大类：退火、正火、调质处理，部分模具增加表面强化处理。

退火处理主要用于消除铸造应力、稳定尺寸。工艺为加热至 550～650℃，保温 2～4 小时后随炉缓冷。退火后模具硬度较低（HB160～200），便于机械加工，同时避免后续加工与使用中变形开裂。

正火处理是铸造模具最常用的强化工艺。将模具加热至 880～920℃，保温 2～3 小时后空冷或风冷，可获得细密珠光体基体，硬度提升至 HB220～260，强度、耐磨性、抗热疲劳性能显著提高，适合大多数常规铸造模具。

调质处理（淬火+高温回火）用于高端长寿命模具。淬火温度 860～900℃，油冷或风冷，随后 550～620℃高温回火，获得回火索氏体组织。调质后模具硬度 HB240～280，综合力学性能最佳，高温下不易软化、不易产生热龟裂，适合高负荷、高循环工况。

部分模具会采用等温淬火，以获得贝氏体基体，进一步提升韧性与热稳定性，降低热处理变形风险，特别适合复杂结构、深型腔模具。

为提升型腔表面耐磨性与抗粘模能力，可在热处理后进行表面处理，如氮化处理、火焰淬火、激光淬火等。氮化处理后表面硬度可达 HV550 以上，形成致密硬化层，不改变基体尺寸，显著延长模具寿命。

工艺控制要点同样关键：加热速度不宜过快，防止大型模具开裂；保温时间必须充足，保证组织均匀转变；冷却方式根据壁厚与结构灵活调整；最终硬度需控制在合理区间，过硬易崩角、脆裂，过软则易磨损、塌陷。

总体而言，球墨铸铁铸造模具的材质选型应贴合生产工况、铸件材质与模具结构，热处理工艺则以“消除应力、强化基体、稳定尺寸、提升耐热疲劳性”为目标。合理匹配材质与热处理，可使模具寿命提升 30%～100%，同时保证铸件质量稳定、少缺陷、易脱模。