CN101109035A - 模具钢xw42热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明是对模具钢XW42进行热处理工艺，先1000－1020℃淬火，保温40分钟，用氮气冷却到110－130℃；再进行510－530℃三次回火，保温6小时，随炉冷却至110－130℃；用液氮进行冷却到－190℃左右，保温7－10小时后升温到室温。对经上述工艺处理后再进行精加工所得模具，在普通加工工艺的情况下生产12000只零件无损坏现象。
Description
技术领域
本发明涉及模具钢的热处理工艺，具体地说，是用作冷作模具钢的XW42的热处理工艺。
背景技术
对用来制作冷作模具的材料进行热处理的工艺一般为包括下述步骤。淬火：真空炉加热到990～1050℃，保温60分钟；冷却：真空炉内油冷却50～70℃；回火：在冷却到达50～70℃时立即进行回火，在180℃的回火炉中保温2小时，随炉冷却至室温。对于XW42来说，若按上述工艺进行处理，该模具在普通加工工艺的情况下生产300只零件就发生开裂和崩刃现象，导致停产，及产品不合格。
发明内容
本发明解决的是对模具钢XW42进行普通的热处理工艺处理后，模具的寿命较短的问题。
本发明对XW42的热处理工艺如下：
a.在1000℃-1020℃淬火，保温40分钟。快速加热到淬火温度可以使奥氏体的晶粒来不及长大，从而获得细晶粒的奥氏体组织，使淬火后能够获得细而均匀的马氏体组织。然后在真空炉中用氮气冷却到110℃-130℃。在真空炉中用氮气冷却比油更容易抗氧化(油中含有氧的成分)，比油冷却更均匀，金属材料进入油里是慢慢放进去的，有先后问题，变形比较大，马氏体的组织均匀程度不好。氮气冷却较均匀，如果氮气的方向上下反复变化地吹到物件表面，则物件冷却更加匀速，以比较可靠地获得均匀的马氏体组织。
b.进行510℃-530℃回火，保温6小时，随炉冷却至110℃-130℃；反复进行三次；此工艺可以消除材料的淬火应力，以及消除有害的马氏体。
c.用液氮进行快速冷却到-190℃左右，保温7-10小时后升温到室温。深冷处理可以使材料中残余的奥氏体组织得到更彻底的驱除，从而使马氏体更多更均匀。另外深冷处理时的温度比较工作时的温度差有200℃。就像处于低温回火状态下工作，(常温与低温回火温度的温差差不多也是200℃。)所以性能非常的优越，耐冲击的能力显著提高。
对经上述工艺处理后再进行精加工(如电火花加工)所得模具，在普通加工工艺的情况下生产12000只零件无损坏现象。
作为进一步改进，步骤a前有下述步骤a1：在粗机加工时预先把要去除的部分钻孔，然后在240℃-260℃两次回火，每次保温4小时。预先把要去除的部分钻孔，减少了热处理后的精加工过程中的切割应力；两次低温回火，可有效消除前序的机加工切削应力。经过该进一步改进后的工艺处理的模具，在普通加工工艺的情况下生产13000只零件无损坏现象。
作为另一种改进，将步骤b处理后得到的硬度为HRC56-58的坯料再进行步骤c处理。将步骤b处理后得到的硬度为一般为HRC56-58，但也有高于或低于此值的。试验发现，把高于或低于此硬度值的坯料进行步骤c处理后，再精加工所得模具，在普通加工工艺的情况下生产12000只零件无损坏现象。而将步骤b处理后得到的硬度为HRC56-58的坯料再进行步骤c和精加工所得模具，在普通加工工艺的情况下生产14000只零件无损坏现象。
具体实施方式
对模具钢XW42的热处理步骤：
1.去应力处理
在粗机加工时预先把要去除的部分钻排孔，以减少热处理后电加工切割应力。粗机加工完成后进去应力回火，消除机加工切削应力。在回火炉中加热到250℃，保温4小时，随炉温冷却进行回火.
2.淬火
加热到1010℃，保温40分钟，在真空炉中用高纯氮气进行冷却，氮气压力6×105Pa。之所以用6×105Pa的高压，是为了能够有效的快速冷却。因为压力大所以冷却速度就快。这是油冷却所不能做到的。
3.回火
在淬火后冷却到120℃时进行高温回火，回火温度520℃，保温6小时，随炉冷却至120℃。高温回火进行三次。
4.深冷处理
将回火后获得的硬度为HRC56-58的坯料放进深冷炉，用液氮进行快速冷却到-190℃，保温7-10小时。随炉升温到室温进行精加工。
经上述工艺处理后模具，稳定生产15000片无故障，有效的提高了生产率，节省了大量的修模费用，保障了生产效率和生产质量。
本发明中，XW-42是瑞典生产的一种含钼、钒的高碳、高铬合金钢，其碳、硅、锰、铬、钼、钨、钒的含量均为1.42％。该钢材可以在国内市场购买到。
Claims (5)
1.模具钢XW42的热处理工艺，其特征在于其包括以下步骤：
a.在1000℃-1020℃淬火，保温40分钟，在真空炉中用氮气冷却到110℃-130℃；
b.进行510℃-530℃回火，保温6小时，随炉冷却至110℃-130℃；反复进行三次；
c.用液氮进行冷却到-190℃左右，保温7-10小时后升温到室温。
2.根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征是：步骤a前有下述步骤a1：在粗机加工时预先把要去除的部分钻孔，然后在240℃-260℃两次回火，每次保温4小时。
3.根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征是：将步骤b处理后得到的硬度为HRC56-58的坯料进行步骤c处理。
4.根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征是：步骤a中，氮气压力为6×105Pa。
5.根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征是：步骤a中，氮气的方向反复变化地吹到物件表面。
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