CN105331789A - 车身模具铸造镶块热处理方法 - Google Patents

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秦训鹏
陈绪梁
高恺
朱振华
冯佳伟
陈浩冉
张将
金磊
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    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C21D1/32—Soft annealing, e.g. spheroidising

Abstract

本发明公开了一种车身模具铸造镶块热处理方法，它先将镶块在热处理炉中加热至850~870℃，保温3h后缓冷到720~750℃，保温3h，炉冷至500℃后在空气中自然冷却至室温；再将镶块在热处理炉中加热至800~850℃，保温30min后升温至1000~1040℃，保温20min后油淬；最后将镶块在热处理炉中加热至150~200℃，保温2h后在空气中自然冷却至室温，完成镶块的热处理。本发明改善镶块的铸态组织，提高组织稳定性，提高镶块的硬度、耐磨性和韧性等机械性能。

Description

车身模具铸造镶块热处理方法
技术领域
本发明涉及一种热处理方法，具体涉及一种车身模具铸造镶块热处理方法。
背景技术
汽车覆盖件模具有体积大、型面复杂，加工精度要求高、使用寿命长的特点。而覆盖件模具承受的载荷极不均匀，模具局部地区的破坏往往会造成整幅模具的失效。为了提高模具中局部载荷集中区的使用寿命以延长整幅模具的寿命，在汽车覆盖件成形模具结构设计中，通常在载荷集中区或结构复杂区域安装具有更高力学性能并可以方便更换的镶块。
早期镶块采用合金铸铁或耐磨铸铁材料，然而强韧性不够，随后发展为采用冷作模具钢或合金工具钢锻造镶块。现有镶块多采用自由铸造工艺方法制作，与传统锻造法相比，铸造镶块可以采用精密铸造方法成形，后续只需少量切削加工，能大量节约钢材和机械加工成本，因此铸造镶块具有较为广泛的应用前景。
尽管铸造镶块在工艺性和经济性上具备一些优点，但它也有其缺点，铸造镶块多为Cr12系列高碳合金钢，为莱氏体钢，铸态时存在鱼骨状共晶碳化物，这种碳化物随着钢锭凝固速度和锭形尺寸增大而加剧。而且铸钢的晶粒粗大，偏析严重，铸造内应力大及易形成魏氏组织，使镶块的塑性和韧性显著下降。
因此，我们迫切需要一种车身模具铸造镶块的方法，以提高镶块的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车身模具铸造镶块热处理方法，以消除或减轻铸钢组织中的缺陷，提高镶块的机械性能，从而提高车身模具中局部载荷集中区的使用寿命而延长整幅模具的寿命。
本发明所采用的技术方案是：
一种车身模具铸造镶块热处理方法，包括如下步骤：
步骤一、等温球化退火
将镶块在热处理炉中加热至850~870℃，保温3h后缓冷到720~750℃，保温3h，炉冷至500℃后在空气中自然冷却至室温；
步骤二、中温淬火
将步骤一中冷却至室温的镶块在热处理炉中加热至800~850℃，保温30min后升温至1000~1040℃，保温20min后油淬；
步骤三、低温回火
将步骤二中油淬后的镶块在热处理炉中加热至150~200℃，保温2h后在空气中自然冷却至室温，完成镶块的热处理。
更进一步的方案是：步骤一中的镶块为冷作模具钢Cr12MoV，且该镶块为采用精密铸造工艺方法成形的镶块，以提高镶块的硬度、耐磨性和韧性的机械性能。
更进一步的方案是：在热处理炉中加热速度均小于80℃/h，炉冷的冷却速度均小于30℃/h，以提高镶块的硬度、耐磨性和韧性的机械性能。
更进一步的方案是：步骤二中的油淬采用普通淬火油，使用油温50~80℃，以提高镶块的硬度、耐磨性和韧性的机械性能。
更进一步的方案是：所述热处理炉为井式热处理炉，以方便、准确的控制温度，确保镶块的硬度、耐磨性和韧性的机械性能。
本发明产生的有益效果是：本发明通过将镶块进行等温球化退火、中温淬火和低温回火工艺改善镶块的铸态组织，提高组织稳定性，提高镶块的硬度、耐磨性和韧性等机械性能，使铸造镶块的性能达到或接近锻钢件的性能；采用该热处理的镶块后，能提高模具中局部载荷集中区的使用寿命从而延长整幅模具的寿命；在提高镶块性能的同时，节约了原材料，提高了加工效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是镶块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，在汽车覆盖件的载荷集中区或结构复杂区域安装有镶块，图中，镶块下部带弧度的变为冲压工作面的刃口，中间有一条三角形加强筋。为了消除或减轻现有镶块铸钢组织中的缺陷，提高模具中局部载荷集中区的使用寿命以延长整幅模具的寿命，需要将镶块进行热处理。
实施例1
一种车身模具铸造镶块热处理方法，包括如下步骤：
步骤一、等温球化退火
采用冷作模具钢Cr12MoV作为镶块原材料，将镶块原材料经精密铸造工艺方法制成镶块，将镶块在井式热处理炉中加热至870℃，保温3h后随炉缓冷到740℃，保温3h，随炉缓冷到500℃后出炉，在空气中自然冷却至室温；
步骤二、中温淬火
将步骤一中冷却至室温的镶块在井式热处理炉中加热至840℃，保温30min后升温至1040℃，保温20min后使用油温为50~80℃的普通淬火油进行油淬，特别是采用60℃的普通淬火油进行油淬，效果最佳；
步骤三、低温回火
将步骤二中油淬后的镶块在井式热处理炉中加热至200℃，保温2h后在空气中自然冷却至室温，完成镶块的热处理。
本发明中，在井式热处理炉中加热速度均小于80℃/h，随炉缓冷的冷却速度均小于30℃/h。所述井式热处理炉的型号为SG2-5-12，额定功率5KW，额定温度为1200℃。本发明采用热电偶测量温度，采用型号为KSW-6D-16的温度控制仪控制井式热处理炉的升温与降温。所述室温为25℃。
通过上述方法制得的车身模具铸造镶块的硬度为62HRC，抗压强度为5100Mpa，抗弯强度为5100Mpa。
实施例2
与实施例1所不同的是：步骤一中，将镶块在热处理炉中加热至860℃，保温3h后缓冷到750℃,保温3h，随炉缓冷到500℃后出炉空冷至室温；
步骤二中，将步骤一中空冷至室温的镶块在热处理炉中加热至840℃，保温30min后升温至1000℃；
步骤三中，将步骤二中油淬后的镶块在热处理炉中加热至180℃。
通过上述方法制得的车身模具铸造镶块的硬度为61HRC，抗压强度为5050Mpa，抗弯强度为5040Mpa。
实施例3
与实施例1所不同的是：步骤一中，将镶块在热处理炉中加热至850℃，保温3h后缓冷到720℃,保温3h，随炉缓冷到500℃后出炉空冷至室温；
步骤二中，将步骤一中空冷至室温的镶块在热处理炉中加热至800℃，保温30min后升温至1030℃；
步骤三中，将步骤二中油淬后的镶块在热处理炉中加热至170℃。
通过上述方法制得的车身模具铸造镶块的硬度为60HRC，抗压强度为5070Mpa，抗弯强度为5080Mpa。
本发明有助于细化组织，提高镶块的硬度、耐磨性和韧性，提高组织稳定性，能够使车身模具铸造镶块获得良好的机械性能。
本发明所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车身模具铸造镶块热处理方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、等温球化退火
将镶块在热处理炉中加热至850~870℃，保温3h后缓冷到720~750℃，保温3h，炉冷至500℃后空冷至室温；
步骤二、中温淬火
将步骤一中冷却至室温的镶块在热处理炉中加热至800~850℃，保温30min后升温至1000~1040℃，保温20min后油淬；
步骤三、低温回火
将步骤二中油淬后的镶块在热处理炉中加热至150~200℃，保温2h后空冷至室温，完成镶块的热处理。
2.如权利要求1所述的车身模具铸造镶块热处理方法，其特征在于：步骤一中的镶块为冷作模具钢Cr12MoV，且该镶块为采用精密铸造工艺方法成形的镶块。
3.如权利要求1所述的车身模具铸造镶块热处理方法，其特征在于：在热处理炉中加热速度均小于80℃/h，炉冷的冷却速度均小于30℃/h。
4.如权利要求1所述的车身模具铸造镶块热处理方法，其特征在于：步骤二中的油淬采用普通淬火油。
5.如权利要求1所述的车身模具铸造镶块热处理方法，其特征在于：所述热处理炉为井式热处理炉。
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