CN102676752B - 汽车锻件模具钢h13的热处理工艺 - Google Patents

汽车锻件模具钢h13的热处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车锻件模具钢H13的热处理工艺，包括以下工艺步骤：（1）将模具钢装入温度＜300℃的加热炉，升温至760~780℃，通入保护气氛；（2）先将加热炉升温至820~850℃进行第一阶段热处理；再将加热炉升温至1020~1050℃进行第二阶段热处理；（3）将模具钢在160~180℃的淬火硝盐炉中进行冷却，冷却时间为1.5~2.5小时；然后自然冷却至120~160℃，冷却时间为1.5~2.5小时；（4）将淬火冷却后的模具钢在530~600℃进行回火处理，保温时间为5~9小时，再自然冷却至室温；（5）重复步骤（4）2~3次，即完成模具钢的热处理过程。本发明减少工件的加工余量，提高材料的利用率，热处理硬度的均匀性提高，减去了工件表面的清理氧化皮的辅助工序。

Description

汽车锻件模具钢H13的热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种热处理方法，尤其是一种汽车锻件模具钢H13的热处理工艺。
背景技术
H13是热作模具钢，执行标准GB/T1299—2000，牌号为4Cr5MoSiV1；H13的化学成分为（质量分数%）：C：0.32~0.45、Si：0.80~1.20、Mn：0.20~0.50、Cr：4.75~5.50、Mo：1.10~1.75、V：0.80~1.20、P≤0.030、S≤0.030，余量为Fe。
H13锻模目前采用热处理的炉型主要有中、高温箱式电阻炉、盐浴炉、真空炉。很少采用少无氧化的保护气氛炉做模具钢的热处理。一方面是加热元件和耐热钢合金的寿命短，另一方面是保护气体的选用问题。为了避免氧化、脱碳，一般采用装箱加热，使用木炭或旧渗碳剂填充保护。这样可能造成模具表面渗碳。渗碳除了掩盖了模具本身的真实硬度外，主要缺陷还是极容易产生表面热疲劳裂纹，异致早期脆裂或寿命降低，生产实践中这种情况相当普遍，一些锻型模具的热疲劳裂纹，实际就是由于渗碳而引起。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种汽车锻件模具钢H13的热处理工艺，提高了汽车锻件模具的硬度均匀性。
按照本发明提供的技术方案，所述汽车锻件模具钢H13的热处理工艺，特征是，包括以下工艺步骤：
（1）将模具钢装入加热炉，加热炉的温度＜300℃，升温至760~780℃，通入甲醇作为保护气氛，保护气氛的通入量为：3~5×炉子体积/小时；
（2）先将加热炉继续升温至820~850℃进行第一阶段热处理，加热时间为：模具钢长度（mm）×1.2~1.8min；再将加热炉升温至1020~1050℃进行第二阶段热处理，加热时间为：模具钢长度（mm）×1.5~2.2min；
（3）淬火冷却：将模具钢在160~180℃的淬火硝盐炉中进行冷却，冷却时间为1.5~2.5小时；然后模具钢出硝盐炉在空气中自然冷却至120~160℃，冷却时间为1.5~2.5小时；
（4）回火处理：将淬火冷却后的模具钢在530~600℃进行回火处理，保温时间为5~9小时，回火处理后在空气中自然冷却至室温；
（5）重复步骤（4）的操作2~3次，即完成所述模具钢的热处理过程。
步骤（3）的淬火冷却过程也可以采用以下操作代替：将模具钢在50~80℃的淬火油中冷却，冷却至180~220℃，冷却时间为：模具钢长度（mm）×0.15~0.2分钟；在空气中自然冷却至120~160℃，冷却时间为1.5~2.5小时。
本发明减少工件的加工余量，提高材料的利用率，热处理硬度的均匀性提高，减去了工件表面的清理氧化皮的辅助工序。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：一种汽车锻件模具钢H13的热处理工艺，包括以下工艺步骤：
（1）将模具钢（尺寸为420mm×190mm×190mm）装入加热炉，加热炉的温度＜300℃，升温至760℃，通入甲醇作为保护气氛，保护气氛的通入量为40ml/min；
（2）先将加热炉继续升温至820℃进行第一阶段热处理，加热时间为300分钟；再将加热炉升温至1020℃进行第二阶段热处理，加热时间为380分钟；
（3）淬火冷却：将模具钢在160℃的淬火硝盐炉中进行冷却，冷却时间为1.5小时；然后模具钢出硝盐炉在空气中自然冷却至120℃，冷却时间为1.5小时；
（4）回火处理：将淬火冷却后的模具钢在580℃进行回火处理，保温时间为5小时，回火处理后在空气中自然冷却至室温；
（5）重复步骤（4）的操作2次，即完成所述模具钢的热处理过程，该模具钢经热处理之后，硬度为47HRC，表面脱碳＜0.4mm。
实施例二：一种汽车锻件模具钢H13的热处理工艺，包括以下工艺步骤：
（1）将模具钢（尺寸为200mm×220mm×150mm）装入加热炉，加热炉的温度＜300℃，升温至780℃，通入甲醇作为保护气氛，保护气氛的通入量为30ml/min；
（2）先将加热炉继续升温至850℃进行第一阶段热处理，加热时间为220分钟；再将加热炉升温至1050℃进行第二阶段热处理，加热时间为300分钟；
（3）淬火冷却：将模具钢在50℃的淬火油中冷却，冷却至180℃，冷却时间为22.5分钟；在空气中自然冷却至120℃，冷却时间为1.5小时。
（4）回火处理：将淬火冷却后的模具钢在560℃进行回火处理，保温时间为9小时，回火处理后在空气中自然冷却至室温；
（5）重复步骤（4）的操作3次，即完成所述模具钢的热处理过程，该模具钢经热处理之后，硬度为50HRC，表面脱碳＜0.3mm。
实施例三：一种汽车锻件模具钢H13的热处理工艺，包括以下工艺步骤：
（1）将模具钢（尺寸为1120mm×690mm×170mm）装入加热炉，加热炉的温度＜300℃，升温至770℃，通入甲醇作为保护气氛，保护气氛的通入量为40ml/min；
（2）先将加热炉继续升温至830℃进行第一阶段热处理，加热时间为270分钟；再将加热炉升温至1030℃进行第二阶段热处理，加热时间为360分钟；
（3）淬火冷却：将模具钢在60℃的淬火油中冷却，冷却至200℃，冷却时间为25.5分钟；在空气中自然冷却至150℃，冷却时间为2小时；
（4）回火处理：将淬火冷却后的模具钢在570℃进行回火处理，保温时间为6小时，回火处理后在空气中自然冷却至室温；
（5）重复步骤（4）的操作2次，即完成所述模具钢的热处理过程，该模具钢经热处理之后，硬度为47HRC，表面脱碳＜0.45mm。
使用甲醇作为保护气体时应注意在720℃以下温度时不要通入，防止引起炉内气体的爆炸。甲醇气体的通入量从排除废气的火苗高度来判别，一般在100~200mm就可以了。过小的通入量，气氛的还原性不够，虽然出炉的工件不会氧化，但是会增加脱碳深度。

Claims (1)

1.一种汽车锻件模具钢H13的热处理工艺，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）将模具钢装入加热炉，加热炉的温度＜300℃，升温至760~780℃，通入甲醇作为保护气氛，保护气氛的通入量为：3~5×炉子体积/小时；
（2）先将加热炉继续升温至820~850℃进行第一阶段热处理，加热时间为：模具钢长度×1.2~1.8min；再将加热炉升温至1020~1050℃进行第二阶段热处理，加热时间为：模具钢长度×1.5~2.2min；
（3）淬火冷却：将模具钢在160~180℃的淬火硝盐炉中进行冷却，冷却时间为1.5~2.5小时；然后模具钢出硝盐炉在空气中自然冷却至120~160℃，冷却时间为1.5~2.5小时；
（4）回火处理：将淬火冷却后的模具钢在530~600℃进行回火处理，保温时间为5~9小时，回火处理后在空气中自然冷却至室温；
（5）重复步骤（4）的操作2~3次，即完成所述模具钢的热处理过程；
所述模具钢长度的单位为毫米。
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