CN104164543A - 一种热作模具钢淬火冷却方法 - Google Patents
一种热作模具钢淬火冷却方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104164543A CN104164543A CN201410373497.1A CN201410373497A CN104164543A CN 104164543 A CN104164543 A CN 104164543A CN 201410373497 A CN201410373497 A CN 201410373497A CN 104164543 A CN104164543 A CN 104164543A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hot
- work die
- die steel
- cooling
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种热作模具钢淬火冷却方法，该方法在于根据热作模具形状、大小进行保护后，在马氏体开始转变温度以上的温度条件下采用分段控温冷却的方式对热作模具钢工件进行处理，其中高压真空炉内温度的控制通过采用计算机模拟技术，控制风机转速随炉内温度场的变化规律实现自动调节，从而控制炉内模具的温度变化。本发明的热作模具钢淬火冷却方法充分减少了热作模具钢工件表面和芯部材料间的温度差和热应力，使得当热作模具钢材料从奥氏体组织状态向马氏体组织状态转变时，极大的减弱了热应力对淬火变形的影响，在淬火过程中通过变换冷却速度降低热作模具的开裂风险，并获得较高的冲击韧性值。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属热处理方法，具体涉及一种热作模具钢淬火冷却方法。
背景技术
近年来，随着我国制造业的飞速发展，模具产业和模具钢生产企业都取得了长足的进步，同时，针对关键重大装备中高端、大型锻件的需求，热加工行业对热作模具钢的性能提出了更高的要求。现有技术中，热作模具的厚度一般约为100mm～300mm，热作模具在冷却过程中，表面与心部的冷却速度有一定差异，如果这种差异足够大，则可能造成大于临界冷却速度部分转变成马氏体，而小于临界冷却速度的心部区域在淬火时将不可避免的产生上贝氏体组织，模具钢尺寸越大，上贝氏体组织所占的区域就越大，大量贝氏体组织的形成会严重恶化低耐热性热作模具钢的冲击韧性，对模具的使用安全性存在威胁。为保证整个截面上都转变为马氏体需要选用冷却能力足够强的淬火介质，以保证工件心部有足够快的冷却速度。但是冷却速度快，工件内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力，可能使工件变形或开裂。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种冲击韧性好、形变量小的热作模具钢淬火冷却方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种热作模具钢淬火冷却方法，该方法顺序包括下列步骤：
(1)将已做淬火保护待热处理的热作模具钢工件置于高压真空炉中，根据热作模具钢工件技术要求设定真空工艺参数，并按照所设定工艺参数分段升温，待升温至所设定真空工艺的淬火温度后，在所述淬火温度下进行保温，所述保温时间参照所设定的真空工艺；
(2)步骤(1)中所述保温过程结束后，将经过步骤(1)的热作模具钢工件在所述高压真空炉内500℃～1030℃的温度区进行控温冷却，热作模具钢工件在温度区内控温冷却60～120分钟；
(3)将经步骤(2)的热作模具钢工件继续在高压真空炉内控温冷却至工件整体温度250℃以下，热作模具钢工件在控温区内控温30～60分钟后出炉；
(4)将经步骤(3)的热作模具钢工件放置在保温箱内整体冷却至50～90℃后取出，并进行回火。
在本发明中，所述高压真空炉包括操作系统、液氮输入系统、压力系统、冷却系统和显示系统，其中操作系统分别与液氮输入系统，压力系统以及冷却系统电连接，显示系统与操作系统电连接。
在本发明中，所述热作模具钢的真空工艺参数的设定根据热作模具的材料牌号、形状、尺寸大小和技术要求以及模具保护方法进行。
在本发明中，设有冷却风机，所述步骤(2)和步骤(3)中，高压真空炉内温度的控制通过调节冷却风机的转速实现。
在本发明中，所述冷却风机转速的调节方式为通过采用计算机模拟技术，控制风机转速随高压真空炉内温度场的变化规律实现自动调节。
相比于现有技术，本发明的显著效果在于：本发明充分利用了热作模具钢在马氏体转变点前后不同的转变特征进行控温冷却：马氏体转变前，在满足临界冷却速度的前提下，控温冷却以减小模具的表面和心部的温度差和热应力，从而减小变形；进入马氏体转变后，采用适当的冷却速度，以获得优秀的机械性能。也即，在确保模具获得满足使用的机械性能的前提下，使模具的淬火变形控制在最小范围内，从而既避免模具的变形超差报废，又保证模具很好地满足生产使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明热作模具钢淬火冷却方法的流程示意图；
图2是本发明高压真空炉的结构示意框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例中所选用的压铸模具钢尺寸规格为250mm×560mm×760mm；所选用的压铸模具钢材料为DHA1-A。
请参见附图2，在本发明中，高压真空炉包括操作系统、液氮输入系统、压力系统、冷却系统和显示系统，其中操作系统分别与液氮输入系统，压力系统以及冷却系统电连接，显示系统与操作系统电连接；操作系统用于控制各个系统的运行，显示系统用于显示各个系统的运行状态。热作模具钢的真空工艺参数的设定根据热作模具的材料牌号、形状、尺寸大小及技术要求以及模具保护方法进行，通常不同的厂家所生产出来的原材料会有略微差别，因此根据不同供应商提供才材料，即材料牌号不同，需要设定不同的参数来符合技术要求，而技术要求则是有客户提供其要达到的要求，然后再根据这些要求来设定参数，而热作模具的尺寸大小则是设定参数时最大的考虑因素，在加热温度相同时，保温时间存在不同的差异；而由于热作模具钢的形状不同，因此各处的厚薄度也会不同，为了保证模具不受损，在较薄之处可以增加加强件来绑定对其进行保护，当然也可以采用其他的模具保护方法来进行保护模具不会受损。
实施案例1
请参见附图1，一种热作模具钢淬火冷却方法，该方法顺序包括下列步骤：
(1)将已做淬火保护待热处理的热作模具钢工件置于高压真空炉中，根据热作模具钢工件技术要求设定真空工艺参数，并按照所设定工艺参数分段升温，待升温至所设定真空工艺的淬火温度后，在所述淬火温度下进行保温，所述保温时间参照所设定的真空工艺；
(2)步骤(1)中所述保温过程结束后，将经过步骤(1)的热作模具钢工件在所述高压真空炉内650℃以上的温度区进行控温冷却，热作模具钢工件在温度区内控温冷却60～120分钟；
(3)将经步骤(2)的热作模具钢工件继续在高压真空炉内控温冷却至工件整体温度250℃以下，热作模具钢工件在控温区内控温30～60分钟后出炉；
(4)将经步骤(3)的热作模具钢工件放置在保温箱内整体冷却至50～90℃后取出，并进行回火。
优选的具体的，在执行步骤(1)时，根据预设的参数和实验证明，其升温预热的温度为650℃±30℃和850℃±30℃，淬火温度值为1030℃±30℃；本实施例中采用最佳温度值，按照所设定的工艺参数经650℃和850℃两段升温预热，然后升温至所设定真空工艺的淬火温度1030℃后，在1030℃下进行保温300分钟，其保温时间可以根据模具的大小进行调整；
优选的，步骤(1)中所述保温过程结束后，充入氮气并打开冷风机，将经过步骤(1)的热作模具钢工件在高压真空炉内在500℃～1030℃，其最佳的温度值为650℃的温度区进行控温冷却，热作模具钢工件在温度区内控温冷却80分钟，当然其冷却的时间可以根据具体模具做调整，控温冷却时间60～120分钟，本实施例中优选80分钟；
优选的，将经步骤(2)的热作模具钢工件继续在高压真空炉内控温冷却至250℃以下，最佳的控温时间为60分钟，当然其控温的时间可以根据具体模具做调整，热作模具钢工件在温度区内控温冷却60分钟后出炉；
优选的，在本实施例中，将经步骤(3)的热作模具钢工件放置在保温箱内冷却至80℃后取出，并进行回火；为了获得品质性能最好的模具，因此可以在560～600℃之间进行三次回火。(5)。
通过上述的实施方式，工件淬、回火后的结果检测如下：硬度为44.1HRC，均匀性为±0.5HRC，变量为0.7mm，韧性冲击值为35.2J/cm2。上述实施例中产品洛氏硬度的检测方法按照中华人民共和国国家标准GB/T230.1-2009进行。
在本发明中，高压真空炉内设有冷却风机，步骤(2)和步骤(3)中，高压真空炉内温度的控制通过调节冷却风机的转速实现，冷却风机转速的调节方式为通过采用计算机模拟技术，控制风机转速随高压真空炉内温度场的变化规律实现自动调节。
在本发明中，由设备加热方式、零件尺寸、钢的成分、装炉量和设备功率以及模具保护方法等多种因素确定。对整体淬火而言，控温的目的是使工件内部温度均匀趋于一致。在所述温度下能够使热作模具钢冷却温度达到均匀，最大限度地减少热应力，有利于改善模具的淬火变形。
本发明充分利用了热作模具钢在马氏体转变点前后不同的转变特征进行控温冷却：马氏体转变前，在满足临界冷却速度的前提下，控温冷却以减小模具的表面和心部的温度差和热应力，从而减小变形；进入马氏体转变后，采用适当的冷却速度，以获得优秀的机械性能。也即，在确保模具获得满足使用的机械性能的前提下，使模具的淬火变形控制在最小范围内，从而既避免模具的变形超差报废，又保证模具很好地满足生产使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种热作模具钢淬火冷却方法，其特征在于，该方法顺序包括下列步骤：
(1)将已做淬火保护待热处理的热作模具钢工件置于高压真空炉中，根据热作模具钢工件技术要求设定真空工艺参数，并按照所设定工艺参数分段升温，待升温至所设定真空工艺的淬火温度后，在所述淬火温度下进行保温，所述保温时间参照所设定的真空工艺；
(2)步骤(1)中所述保温过程结束后，将经过步骤(1)的热作模具钢工件在所述高压真空炉内500℃～1030℃的温度区进行控温冷却，热作模具钢工件在温度区内控温冷却60～120分钟；
(3)将经步骤(2)的热作模具钢工件继续在高压真空炉内控温冷却至工件整体温度250℃以下，热作模具钢工件在控温区内控温30～60分钟后出炉；
(4)将经步骤(3)的热作模具钢工件放置在保温箱内整体冷却至50～90℃后取出，并进行回火。
2.根据权利要求1所述的一种热作模具钢淬火冷却方法，其特征在于，所述高压真空炉包括操作系统、液氮输入系统、压力系统、冷却系统和显示系统；其中操作系统分别与液氮输入系统，压力系统以及冷却系统电连接，显示系统与操作系统电连接。
3.根据权利要求1所述的一种热作模具钢淬火冷却方法，其特征在于，在执行步骤(2)时，控温冷却的温度值为650℃，冷却控温时间为80分钟。
4.根据权利要求1所述的一种热作模具钢淬火冷却方法，其特征在于，在执行步骤(3)时，热作模具钢工件在控温区内控温60分钟后出炉。
5.根据权利要求1所述的一种热作模具钢淬火冷却方法，其特征在于，在执行步骤(4)时，将经步骤(3)的热作模具钢工件放置在保温箱内整体冷却至80℃后取出，并进行三次回火。
6.根据权利要求1所述的一种热作模具钢淬火冷却方法，其特征在于，所述热作模具钢的真空工艺参数的设定根据热作模具的材料牌号、形状、尺寸大小和技术要求以及模具保护方法进行。
7.根据权利要求1所述的一种热作模具钢淬火冷却方法，其特征在于，设有冷却风机，所述步骤(2)和步骤(3)中，高压真空炉内温度的控制通过调节冷却风机的转速实现。
8.根据权利要求1或7所述的一种热作模具钢淬火冷却方法，其特征在于，所述冷却风机转速的调节方式为通过采用计算机模拟技术，控制风机转速随高压真空炉内温度场的变化规律实现自动调节。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410373497.1A CN104164543A (zh) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | 一种热作模具钢淬火冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410373497.1A CN104164543A (zh) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | 一种热作模具钢淬火冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104164543A true CN104164543A (zh) | 2014-11-26 |
Family
ID=51908524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410373497.1A Pending CN104164543A (zh) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | 一种热作模具钢淬火冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104164543A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106929647A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-07-07 | 东莞市华兴隆模具钢材有限公司 | 一种模具钢的真空热处理方法 |
| CN107739790A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-02-27 | 广东和胜工业铝材股份有限公司 | 挤压模具的热处理方法及真空高压气冷炉 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5836649B2 (ja) * | 1979-01-10 | 1983-08-10 | 株式会社日立製作所 | 熱間圧延機ワ−クロ−ルの製造法 |
| CN101255491A (zh) * | 2007-03-02 | 2008-09-03 | 上海市机械制造工艺研究所 | 大型压铸模微变形真空热处理工艺 |
| CN103103326A (zh) * | 2011-11-15 | 2013-05-15 | 昆山鑫昌泰模具科技有限公司 | 热作模具钢真空等温处理工艺 |
-
2014
- 2014-07-31 CN CN201410373497.1A patent/CN104164543A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5836649B2 (ja) * | 1979-01-10 | 1983-08-10 | 株式会社日立製作所 | 熱間圧延機ワ−クロ−ルの製造法 |
| CN101255491A (zh) * | 2007-03-02 | 2008-09-03 | 上海市机械制造工艺研究所 | 大型压铸模微变形真空热处理工艺 |
| CN103103326A (zh) * | 2011-11-15 | 2013-05-15 | 昆山鑫昌泰模具科技有限公司 | 热作模具钢真空等温处理工艺 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106929647A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-07-07 | 东莞市华兴隆模具钢材有限公司 | 一种模具钢的真空热处理方法 |
| CN107739790A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-02-27 | 广东和胜工业铝材股份有限公司 | 挤压模具的热处理方法及真空高压气冷炉 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103352108A (zh) | 一种h13钢水冷热处理工艺 | |
| CN104561504A (zh) | 一种整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法 | |
| CN102586571B (zh) | 风机主轴的淬火处理方法 | |
| CN105506249A (zh) | 一种高氮耐蚀塑料模具钢的热处理方法 | |
| CN103602798A (zh) | 一种高硬度半钢轧辊的热处理方法 | |
| CN101660036A (zh) | 一种高强高韧性钢管热处理的方法 | |
| CN101538643A (zh) | H13钢高压气体分级快冷的淬火工艺 | |
| CN105714027A (zh) | 一种45钢调质的热处理工艺 | |
| CN104164543A (zh) | 一种热作模具钢淬火冷却方法 | |
| CN103805764A (zh) | 一种细化高锰奥氏体钢晶粒的热轧工艺方法 | |
| CN103233112A (zh) | 4-6mm高强度薄板的调质热处理设备及方法 | |
| CN103614521B (zh) | 中碳钢材质大型柴油机输出轴调质工艺 | |
| CN105755266A (zh) | 一种齿轮淬火工艺 | |
| CN206052090U (zh) | 一种预应力锚杆热处理装置 | |
| CN106555037A (zh) | 一种热脱模含CrNi钢锭去应力退火方法 | |
| CN104017952B (zh) | 一种低合金高强钢制品的节约型免回火强韧化工艺方法 | |
| CN111676362B (zh) | 一种可获得Si系超高强碟簧的淬火-配分-等温淬火热处理新方法 | |
| CN106868279A (zh) | 一种消除20CrMnTiH锻造余热等温正火产生针状铁素体的热处理工艺 | |
| CN103468896A (zh) | 一种h13钢真空淬火冷却方法 | |
| CN106755798A (zh) | 热处理正火工艺 | |
| CN110295280A (zh) | 一种浇口套加工修复工艺 | |
| CN104531965A (zh) | 高强塑性低屈强比混凝土用钢筋的热处理方法 | |
| CN109161644A (zh) | 一种大型模块模具钢淬火方法 | |
| KR102560881B1 (ko) | 워크롤 국부 열처리 방법 | |
| CN113862429B (zh) | 一种钢的高效预硬化方法及钢制工件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |