CN102071290A - 高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺 - Google Patents
高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102071290A CN102071290A CN 201110007026 CN201110007026A CN102071290A CN 102071290 A CN102071290 A CN 102071290A CN 201110007026 CN201110007026 CN 201110007026 CN 201110007026 A CN201110007026 A CN 201110007026A CN 102071290 A CN102071290 A CN 102071290A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed steel
- die casting
- heat treatment
- casting mould
- time
- Prior art date
Links
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 methods Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title abstract description 18
- 238000004512 die casting Methods 0.000 title abstract description 11
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000000171 quenching Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 abstract description 3
- 241001081830 Degeneriaceae Species 0.000 abstract 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering processes Methods 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 materials Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagrams Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurements Methods 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effects Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effects Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reactions Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reactions Methods 0.000 description 1
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及高速钢热处理工艺，尤其涉及高速钢W18Cr4V应用于压铸模具制作的 热处理工艺。
背景技术
[0002] 高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋 钢，其材料组织中含有大量高硬度的碳化物，具有高强度、高硬度及高耐磨性，优良的耐磨 性和表面精度高的优点。但因其价格昂贵、热处理工艺复杂，在很长时间内，其应用范围仅 限于刀具制造业，使用领域不够宽泛。
[0003] 随着技术的发展，高速钢逐步进入模具制造领域。模具产品制作过程中，以机加工 和热处理工序为主，其中，热处理因涉及工序面广，工艺环节多，占用总的加工时间长，热处 理工艺周期约占整个产品的大半部分制作过程。由于热加工设备消耗大量电能，因此整件 (套）产品的加工成本中热处理占据相当多的比例。为了既能保证设计精度，又能满足产品 加工和使用要求，研究优化热处理工艺参数，应用工艺检测手段，缩短热处理加工周期，降 低能耗，以期获得合适的机械经济精度。
[0004] 高速钢W18Cr4V逐步应用于模具产品中，尤其是应用在压铸模，其工作寿命及强 度，比工程钢型材料显著提高。
[0005] 理论上，用高速钢W18Cr4V制作模具，通常采用以下工艺路线：
[0006] 锻料一预处理一粗加工一半精加工一热处理（淬火1250°C〜1300°C +回火 550°C〜570°C，三至四次）一精加工一成品
[0007] 该工艺流程的热处理过程中一般要经过一次淬火和三至四次回火，淬火温度为 1250°C〜1300°C，回火温度为550°C〜570°C，才能达到工艺要求。按照上述工艺路线，热处 理所占用的时间约占整个加工周期的60%以上。这种热处理工艺方案能耗大、耗时长、生产 效率低，制约了高速钢应用于压铸模具的发展。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于提供一种高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺，以缩短模具制作 周期，降低加工能耗，提高加工效率。
[0009] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，
[0010] 高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺，该热处理工艺的流程包括：将高速钢W18Cr4V 压铸模淬火一次，然后回火两次，淬火温度为1150°C，第一次回火温度为300°C〜400°C，第 二次回火温度为570°C。
[0011] 优选地，淬火用时1. 5小时，第一次回火用时2小时，第二次回火用时1小时。
[0012] 本发明的有益效果是，由于采用了高速钢W18Cr4V制作压铸模过程中的热处理最 佳经济优化工艺参数，可使模具硬度最高，表面粗糙度最低，且热处理时间为常规工艺的 60%,淬火和回火温度比常规工艺使用的温度低，可降低电能消耗，节约能源。附图说明
[0013] 图1所示是高速钢W18Cr4V压铸模在不同温度下经经淬火和两次回火处理后的硬 度实测值；
[0014] 图2所示是高速钢W18Cr4V压铸模在不同温度下经淬火和两次回火处理后的表面 粗糙度实测值；
[0015] 图3所示是高速钢W18Cr4V压铸模经不同温度淬火并经三次570°C回火处理后的 硬度实测值；
[0016] 图4所示是高速钢W18Cr4V压铸模经不同温度淬火并经三次570°C回火处理后的 粗糙度实测值；
[0017] 图5是高速钢W18Cr4V压铸模经本发明提出的新工艺处理后与现有理论工艺处理 后的硬度实测值对比示意图；
[0018] 图6是高速钢W18Cr4V压铸模经本发明提出的新工艺处理后与现有理论工艺处理 后的粗糙度实测值对比示意图。
具体实施方式
[0019] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。
[0020] 本发明提出的高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺其流程包括：将高速钢W18Cr4V 压铸模在1150°C淬火一次，用时1.5小时，然后回火两次，第一次回火温度为300°C〜 400°C，用时2小时，第二次回火温度为570°C，用时1小时。
[0021] 由于本发明采用了高速钢W18Cr4V制作压铸模过程中的热处理最佳经济优化工 艺参数，可使模具硬度最高，表面粗糙度最低，且热处理时间为常规工艺的60%，淬火和回 火温度比常规工艺使用的温度低，可降低电能消耗，节约能源。
[0022] 对于高速钢W18Cr4V压铸模的热处理工艺，发明人进行了实验研究。实验表明： 将理论工艺即经过1250°C〜1300°C淬火后进行三至四次550°C〜570°C回火，改进优化为 1150°C淬火后进行一次300°C〜400°C回火和一次570°C回火的工艺，可大大节省电能消耗 和缩短模具制造周期。
[0023] 该实验包括：对高速钢W18Cr4V压铸模经不同温度下的淬火和两次回火处理后进 行硬度及表面粗糙度测量，对高速钢W18Cr4V压铸模经本发明提出的新工艺处理后与现有 理论工艺处理后的硬度及表面粗糙度对比。
[0024]( 一 )新工艺研究
[0025] 金相组织与表面硬度和粗糙度直接有关，当材料组织发生变化时，硬度和粗糙度 也相应改变。工程上，通过测量热处理后试样硬度和粗糙度，直观地研究热处理温度与表面 硬度和表面粗糙度的关系。
[0026] 实验中，热处理采用SX2-10-13型高温箱式电阻炉，其温度控制范围为0°C〜 1600°C，控温精度士3°C。热处理过程中，先进行淬火处理，淬火温度分别设定为：1050°C、 1100 V、1150 V、1200 V、1250 V，再进行回火处理，回火温度分别设定为：200 °C >350 V、 450°C、570°C，每组3个试样，每个试样在经磨后平面上任意取5点测量，测3组，共15个数据点，并计算平均值，测量粗糙度时，通过触针在被测表面直接测量读数，得一个粗糙度值 Ry,每个试样取5个数据点，共3个试样，Ryavg为15个Ry的平均值。
[0027] 实验结果，不同淬火温度影响高速钢W18Cr4V表面硬度和表面粗糙度如表1所示。
[0028] 表1 W18Cr4V经淬火与两次回火后表面硬度及粗糙度实测值
[0029]
组别_ 加热温度 硬度 表面粗糙度 淬火 回火 HRC Ryavg /μιη 200 0C+570 0C 60.9 2.3471 1050 0C 3 50 0C+570 0C 450 0C+570 0C 60.0 60.3 2.383 2.371 570 0C+570 0C 58.3 2.386 200 0C+570 0C 61.8 2.3272 IlOO0C 3 50 0C+570 0C 450 0C+570 0C 60.7 59.4 2.315 2.292 570 0C+570 0C 57.8 2.281 200 0C+570 0C 65.8 2.2873 1150°C 3 50 0C+570 0C 450 0C+570 0C 64.9 64.6 2.258 2.249 570 0C+570 0C 61.4 2.260 200 0C+570 0C 59.5 2.3624 1200 °C 3 50 0C+570 0C 450 0C+570 0C 58.9 60.7 2.370 2.337 570 0C+570 0C 60.1 2.314 200 0C+570 0C 54.7 2.3865 1250°C 3 50 0C+570 0C 450 0C+570 0C 55.6 56.2 2.360 2.347 570 0C+570 0C 55.7 2.327
[0030] 表1中数据得到热处理温度与硬度、粗糙度的关系曲线图如图1、图2所示，从图1 中可以看出，当淬火温度达到1150°C，并经过两次回火后，W18Cr4V的表面硬度实测值均达 到最大，从图2中可以看出，当淬火温度达到1150°C，并经过两次回火后，W18Cr4V的表面粗 糙度实测值均达到最小。 [0031 ] (二）与理论工艺比对研究
[0032] 1、高速钢W18Cr4V的理论工艺
[0033] 理论上，对高速钢W18Cr4V的热处理工艺为1250°C〜1300°C淬火后再进行三至四 次550°C〜570°C回火处理，以求消除残余奥氏体，获得稳定的马氏体组织，降低和消除热处理时产生的内应力。在此状态下测量表面硬度和粗糙度，获得高的硬度，耐磨性和红硬 性，满足工程需要。
[0034] 2、淬火及回火三次热处理实验研究
[0035] 表2为理论工艺所获得的表面硬度和粗糙度实测值。
[0036] 表2 W18Cr4V经淬火后三次570°C回火处理后的硬度和粗糙度实测值
[0038] 将表2的数据进行归纳，得到如图3、图4的曲线图。
[0039] 由表2中Ry的粗糙度值可以看出：淬火温度在1050°C〜1150°C时，各回火温度测 得的表面粗糙度与淬火温度在1200°C〜1250°C时通过各回火温度所获得的表面粗糙度值 基本相似。这说明对于W18Cr4V的淬火温度1050°C、1150°C和1250°C时的表面粗糙度相差 不明显，根据机械加工经济精度原则，最佳的加热淬火温度在1150°C。
[0040] 图5、图6为两种热处理工艺的硬度、粗糙度的实测值比较曲线图。图5、图6的实 测数据曲线图表明，三次回火与两次回火处理的表面硬度与表面粗糙度值变化不明显。
[0041](三）热处理时间比较
[0042] 使用本发明提出的新工艺参数进行热处理所用时间是理论工艺的60%。机加工与 冷却所用时间相同，主要差别在热处理时间。具体如下：
[0043] 表3新工艺与传统工艺热处理时间比较（单位：小时）
[0044]
[0045] 第1组总共用时4. 5小时，第2组方案总共用时7. 5小时。
[0046] 显然，第1组采用的新工艺方案所用时间只占第2组传统工艺方案热处理时间的 60%，制造设备的降低能源消耗。
[0047] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110007026 CN102071290A (zh) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | 高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110007026 CN102071290A (zh) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | 高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺 |
| CN2011103546451A CN102382948A (zh) | 2011-01-13 | 2011-11-10 | 高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102071290A true CN102071290A (zh) | 2011-05-25 |
Family
ID=44030047
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110007026 CN102071290A (zh) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | 高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺 |
| CN2011103546451A CN102382948A (zh) | 2011-01-13 | 2011-11-10 | 高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011103546451A CN102382948A (zh) | 2011-01-13 | 2011-11-10 | 高速钢W18Cr4V压铸模热处理工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN102071290A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105039879A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-11 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种压铸件加工工艺及压铸件 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106916922B (zh) * | 2017-04-06 | 2018-06-19 | 重庆派斯克刀具制造股份有限公司 | 一种高速钢淬火后的新型回火工艺 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51123721A (en) * | 1975-04-22 | 1976-10-28 | Nippon Steel Corp | Process for manufacturing a cold rolled steel sheet having excellent w orkability |
| CN1122840A (zh) * | 1994-11-05 | 1996-05-22 | 云南工业大学 | 微合金化高韧性冷作模具钢 |
| US5855696A (en) * | 1995-03-27 | 1999-01-05 | Nippon Steel Corporation | Ultra low carbon, cold rolled steel sheet and galvanized steel sheet having improved fatigue properties and processes for producing the same |
| EP0866154B1 (en) * | 1995-10-11 | 2002-03-13 | Acordis Aktiengesellschaft | False twisted yarn |
| DE10118244C1 (de) * | 2001-04-11 | 2002-08-22 | Ald Vacuum Techn Ag | Modulare Vorrichtung für die Abschreckhärtung von Werkstücken |
| CN101812646A (zh) * | 2010-04-22 | 2010-08-25 | 河北工业大学 | 轧辊用高速钢合金的铸造工艺 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1351188A (zh) * | 2000-10-30 | 2002-05-29 | 安徽省当涂冶金机械备件厂 | 刀片专用钢及刀片的生产方法 |
| CN101403032B (zh) * | 2008-11-12 | 2010-06-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种高速钢复合轧辊的热处理工艺 |
-
2011
- 2011-01-13 CN CN 201110007026 patent/CN102071290A/zh not_active Application Discontinuation
- 2011-11-10 CN CN2011103546451A patent/CN102382948A/zh not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51123721A (en) * | 1975-04-22 | 1976-10-28 | Nippon Steel Corp | Process for manufacturing a cold rolled steel sheet having excellent w orkability |
| CN1122840A (zh) * | 1994-11-05 | 1996-05-22 | 云南工业大学 | 微合金化高韧性冷作模具钢 |
| US5855696A (en) * | 1995-03-27 | 1999-01-05 | Nippon Steel Corporation | Ultra low carbon, cold rolled steel sheet and galvanized steel sheet having improved fatigue properties and processes for producing the same |
| EP0866154B1 (en) * | 1995-10-11 | 2002-03-13 | Acordis Aktiengesellschaft | False twisted yarn |
| DE10118244C1 (de) * | 2001-04-11 | 2002-08-22 | Ald Vacuum Techn Ag | Modulare Vorrichtung für die Abschreckhärtung von Werkstücken |
| CN101812646A (zh) * | 2010-04-22 | 2010-08-25 | 河北工业大学 | 轧辊用高速钢合金的铸造工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《金属热处理》 19850531 符长璞等 淬火温度和低高温双重回火温度对高速钢机械性能的影响 9-13 1-2 , 第5期 2 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105039879A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-11 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种压铸件加工工艺及压铸件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102382948A (zh) | 2012-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102492906B (zh) | 一种高温合金细晶棒材的锻制方法 | |
| CN103695817B (zh) | 一种可热处理铝合金同步淬火热成形工艺 | |
| CN102808075B (zh) | 高速钢片铣刀热处理工艺方法 | |
| CN103111808B (zh) | 一种镍基高温合金gh4169内六角螺栓加工工艺 | |
| CN101745784B (zh) | 一种钛合金气瓶用封头简易成形工艺 | |
| CN103551811B (zh) | 一种高速高温精密深沟球轴承的制作工艺 | |
| CN104384880A (zh) | 一种显示器背板模具加工工艺 | |
| CN105397416A (zh) | 一种阀体的锻造方法 | |
| CN105562694B (zh) | 一种适用于增材制造零部件的热等静压三控方法 | |
| CN104195567A (zh) | 一种汽车发动机齿轮的渗碳淬火热处理方法 | |
| CN102941447B (zh) | 一种螺栓的制造加工工艺 | |
| CN102312118B (zh) | 一种gh864镍基高温合金组织精确控制的热加工方法 | |
| CN103397267A (zh) | 轧制锂电池保护板用冷轧辊及其制造方法 | |
| CN106239071B (zh) | 一种模具加工方法 | |
| CN102000825A (zh) | 一种摩托车离合器主动齿轮的制造方法 | |
| Shi et al. | Electric hot incremental forming of low carbon steel sheet: accuracy improvement | |
| CN104551561A (zh) | 一种螺母的加工工艺 | |
| CN104439994B (zh) | 一种汽车变速箱齿轮的制造方法 | |
| CN103468887B (zh) | 合金钢的锻后热处理方法 | |
| CN101265514A (zh) | 30CrMnSiA钢薄壁旋压筒形件复合热处理方法 | |
| CN103707024B (zh) | 一种高精度纵剪分条刀片的制备方法 | |
| CN104759843A (zh) | 一种法兰生产工艺 | |
| CN103540876B (zh) | 一种Al-Cu-Li-X系铝锂合金薄板的制备方法 | |
| CN103381441B (zh) | 一种薄壁钛合金封头的热冲压成型加工方法 | |
| CN103009018B (zh) | 一种超细晶、高强度合金叶片锻件制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20110525 |