CN108193023A - 消除h13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法 - Google Patents

消除h13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法，包括：H13模具钢在锻后或调质热处理前入炉以≤100℃/h速度加热至1030±10℃，保温8‑10小时，保温后再升温至1070‑1100℃保温6‑8小时；出炉后在8分钟之内入水淬火，在淬火后在200‑500℃保温；升温至650‑750℃保温2‑5小时，继续以≤100℃/h速度升温至850±10℃保温30‑40小时；炉冷至650‑730℃保温15‑20小时出炉。本发明能够从根本上消除模具钢退火组织中网状碳化物，提高模具钢综合性能。

Description

消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法
技术领域
本发明涉及一种热处理技术，具体说，涉及一种消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法。
背景技术
H13模具钢系引进美国的H13空淬硬化热作模具钢，其牌号为4Cr5MoSiV1，执行标准为GB/T1299-2000，属于C-Cr-Mo-Si-V型钢，具备较高的热强性,良好的韧性和耐冷热疲劳性能，不容易产生热疲劳裂纹，是强韧兼备的热作模钢，使用范围广泛，主要用于制造冲击载荷大的锻模、热挤压模、精锻模，以及铝、铜及其合金压铸模。H13钢制作的模具生产的压铸件外观质量较其它模具好很多，因此十分受市场青睐。
然而由于H13模具钢属于中碳钢，且钢中强碳化物形成元素Cr、Mo、V含量较高，因此在锻造和热处理过程中，稍有不慎便会出现大量的网状碳化物，严重影响模具的冲击性能和使用寿命。我公司H13模具钢退火组织按GB/T18254标准评级，网状碳化物一级的合格率不足20％，80％需要经过反复返工处理，有些经多次返工依然不合格，严重影响正常生产。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法，能够从根本上消除模具钢退火组织中网状碳化物，提高模具钢综合性能。
技术方案如下：
一种消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法，包括：
H13模具钢在锻后或调质热处理前入炉以≤100℃/h速度加热至1030±10℃，保温8-10小时，保温后再升温至1070-1100℃保温6-8小时；
出炉后在8分钟之内入水淬火，在淬火后在200-500℃保温；升温至650-750℃保温2-5小时，继续以≤100℃/h速度升温至850±10℃保温30-40小时；
炉冷至650-730℃保温15-20小时出炉。
进一步：淬火过程采用空冷、水冷交替冷却。
进一步：淬火后，直至工件表面温度在200-300℃之间时入低温炉在300-350℃之间保温。
进一步：炉冷过程中，以≤30℃/h的速度炉冷至750±10℃保温15-20小时，继续以≤30℃/h的速度炉冷至660±10℃保温15小时后出炉空冷。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明能够从根本上消除模具钢退火组织中网状碳化物，提高模具钢综合性能。经使用后，网状碳化物可完全消除，退火显微组织按北美压铸协会标准NADCA#207评级，基本都在AS1-AS4之间，无缺口冲击能达到300J以上，试验结果稳定，综合性能十分良好。
附图说明
图1是本发明中消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法的热处理工艺曲线图。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，是本发明中消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法的热处理工艺曲线图。
消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：H13模具钢在锻后或调质热处理前入炉以≤100℃/h速度加热至1030±10℃，保温8-10小时，保温后再升温至1070-1100℃保温6-8小时；
步骤2：出炉后在8分钟之内入水淬火，淬火过程可采用空冷、水冷交替冷却，在淬火后在200-500℃保温；
本优选实施例中，直至工件表面温度在200-300℃之间时入低温炉在300-350℃之间保温。
步骤3：而后尽快升温至650-750℃保温2-5小时，继续以≤100℃/h速度升温至850±10℃保温30-40小时；
步骤4：炉冷至650-730℃保温15-20小时出炉。
本实施例中，以≤30℃/h的速度炉冷至750±10℃保温15-20小时，继续以≤30℃/h的速度炉冷至660±10℃保温15小时后出炉空冷。
本发明采用锻后高温加热，以溶解锻造过程中网状碳化物，而后使用快速冷却方式有效避开二次碳化物析出温度区间，避免网碳再次析出，然后进行扩氢、组织球化，同时采用阶梯式加热方式，防止由于加热温度过高、时间过长造成晶粒粗大等问题。出炉后冷却至室温检测退火显微组织及无缺口冲击功，网状碳化物可完全消除，退火显微组织基本都在AS1-AS4之间，无缺口冲击能达到300J以上，综合性能十分良好。该工艺同时适用于H13类模具钢的锻后预热处理及返工处理。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法，包括：
H13模具钢在锻后或调质热处理前入炉以≤100℃/h速度加热至1030±10℃，保温8-10小时，保温后再升温至1070-1100℃保温6-8小时；
出炉后在8分钟之内入水淬火，在淬火后在200-500℃保温；升温至650-750℃保温2-5小时，继续以≤100℃/h速度升温至850±10℃保温30-40小时；
炉冷至650-730℃保温15-20小时出炉。
2.如权利要求1所述消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法，其特征在于：淬火过程采用空冷、水冷交替冷却。
3.如权利要求1或者2所述消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法，其特征在于：淬火后，直至工件表面温度在200-300℃之间时入低温炉在300-350℃之间保温。
4.如权利要求1所述消除H13模具钢退火显微组织中网状碳化物的方法，其特征在于：炉冷过程中，以≤30℃/h的速度炉冷至750±10℃保温15-20小时，继续以≤30℃/h的速度炉冷至660±10℃保温15小时后出炉空冷。
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