CN108359931A - 一种冷加工模具渗钒方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷加工模具渗钒方法，该冷加工模具由钢材制成，该渗钒方法包括以下步骤：（1）在不锈钢坩锅中放入无水硼砂，加热至800～1100℃，然后加入含V、Cr、Ti的混合粉末，搅拌均匀，配制得到盐浴混合物；（2）将冷加工模具浸入盐浴混合物中，充分搅拌，使盐浴混合物完全浸没冷加工模具，并将盐浴混合物加热至850～1100℃，保温1～10h；（3）取出冷加工模具进行淬火和回火至冷加工模具的表面硬度为HRC58‑62，在冷加工模具的表面形成碳化物层，即完成冷加工模具的渗钒。本发明渗钒方法可大幅提高模具表面硬度，降低模具摩擦系数，从而大幅提高模具使用寿命，使产品的拉丝、拉毛等缺陷大幅减少。

Description

一种冷加工模具渗钒方法
技术领域
本发明属于冷加工模具表面处理技术领域，具体涉及一种冷加工模具渗钒方法。
背景技术
管材冷拔等冷加工工序的内模使用量大，使用周期短，更换频率快，这不仅加大了操作者的劳动强度，同时也提高了模具生产成本以及出现不良品的概率。此外，管材精轧工序所用芯棒使用寿命短，产品的内孔质量得不到有力管控，特别是异型芯棒普遍存在制作成本高、寿命低、损耗大的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种冷加工模具渗钒方法，对内模、芯棒等冷加工模具的表面进行渗钒处理，大幅提高模具表面硬度，降低模具摩擦系数，从而大幅提高模具使用寿命，使产品的拉丝、拉毛等缺陷大幅减少。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种冷加工模具渗钒方法，该冷加工模具由钢材制成，该渗钒方法包括以下步骤：
（1）在不锈钢坩锅中放入无水硼砂，加热至800～1100℃，然后加入含V、Cr、Ti的混合粉末，搅拌均匀，配制得到盐浴混合物；
（2）将冷加工模具浸入盐浴混合物中，充分搅拌，使盐浴混合物完全浸没冷加工模具，并将盐浴混合物加热至850～1100℃，保温1～10h；
（3）取出冷加工模具进行淬火和回火至冷加工模具的表面硬度为HRC58-62，在冷加工模具的表面形成碳化物层，即完成冷加工模具的渗钒。
优选地，步骤（1）中所述的混合粉末由V2O5、Cr2O3、钛粉、铝粉、NaCl和BaCl2构成，所述的盐浴混合物的质量百分比组成为：钛粉5～15%，V2O5 5～15%，Cr2O3 6～10%，铝粉3～5%，NaCl 1.5～3%，BaCl2 1.0～2.0%，余量为硼砂。
优选地，步骤（3）中所述的淬火的加热温度为930～1130℃，保温时间为4～6h，保温结束后进行油淬；步骤（3）中所述的回火的加热温度为220～280℃，保温时间为3～8h，保温结束后随炉自然冷却至室温。
优选地，所述的冷加工模具为钢管冷拔用内模或钢管精轧用芯棒。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明冷加工模具渗钒方法，通过对冷加工模具进行TD表面渗钒热处理，使冷加工模具的表面硬度和芯部硬度达到较高水平，其中冷加工模具的表面硬度达到HRC58-62，且摩擦系数大幅降低，从而冷加工模具的使用寿命大幅提高，使产品的拉丝、拉毛等缺陷大幅减少。本发明尤其适用于钢管冷拔用内模或钢管精轧用芯棒，内模和芯棒采用本发明方法处理后，可使内模和芯棒的使用寿命增加3倍以上，并使钢管的轧制速度提升30%以上，同时可减少换模时间，大幅提高钢管产品合格率，整体经济效益显著。
附图说明
图1为实施例1中钢管精轧用芯棒的外观图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1的冷加工模具渗钒方法，渗钒对象为由钢材制成的图1所示的钢管精轧用芯棒1，该钢管精轧用芯棒的渗钒方法包括以下步骤：
（1）在不锈钢坩锅中放入无水硼砂，加热至880℃，然后加入含V、Cr、Ti的混合粉末，该混合粉末由V2O5、Cr2O3、钛粉、铝粉、NaCl和BaCl2构成，盐浴混合物的质量百分比组成为：钛粉8%，V2O5 6%，Cr2O3 10%，铝粉4%，NaCl 2.5%，BaCl2 1.5%，余量为硼砂；搅拌均匀，配制得到盐浴混合物；
（2）将钢管精轧用芯棒浸入盐浴混合物中，充分搅拌，使盐浴混合物完全浸没钢管精轧用芯棒，并将盐浴混合物加热至950℃，保温8h；
（3）取出钢管精轧用芯棒进行淬火和回火至钢管精轧用芯棒的表面硬度为HRC58-62，其中，淬火的加热温度为980℃，保温时间为6h，保温结束后进行油淬；回火的加热温度为230℃，保温时间为8h，保温结束后随炉自然冷却至室温；淬火和回火后在钢管精轧用芯棒的表面形成碳化物层，即完成钢管精轧用芯棒的渗钒。
实施例2的冷加工模具渗钒方法，渗钒对象为由钢材制成的钢管冷拔用内模，该钢管冷拔用内模的渗钒方法包括以下步骤：
（1）在不锈钢坩锅中放入无水硼砂，加热至980℃，然后加入含V、Cr、Ti的混合粉末，该混合粉末由V2O5、Cr2O3、钛粉、铝粉、NaCl和BaCl2构成，盐浴混合物的质量百分比组成为：钛粉12%，V2O5 10%，Cr2O3 6%，铝粉5%，NaCl 3%，BaCl2 2.0%，余量为硼砂；搅拌均匀，配制得到盐浴混合物；
（2）将钢管冷拔用内模浸入盐浴混合物中，充分搅拌，使盐浴混合物完全浸没钢管冷拔用内模，并将盐浴混合物加热至1020℃，保温5h；
（3）取出钢管冷拔用内模进行淬火和回火至钢管冷拔用内模的表面硬度为HRC58-62，其中，淬火的加热温度为1050℃，保温时间为4h，保温结束后进行油淬；回火的加热温度为280℃，保温时间为4h，保温结束后随炉自然冷却至室温；淬火和回火后在钢管冷拔用内模的表面形成碳化物层，即完成钢管冷拔用内模的渗钒。

Claims (4)

1.一种冷加工模具渗钒方法，该冷加工模具由钢材制成，其特征在于该渗钒方法包括以下步骤：
（1）在不锈钢坩锅中放入无水硼砂，加热至800～1100℃，然后加入含V、Cr、Ti的混合粉末，搅拌均匀，配制得到盐浴混合物；
（2）将冷加工模具浸入盐浴混合物中，充分搅拌，使盐浴混合物完全浸没冷加工模具，并将盐浴混合物加热至850～1100℃，保温1～10h；
（3）取出冷加工模具进行淬火和回火至冷加工模具的表面硬度为HRC58-62，在冷加工模具的表面形成碳化物层，即完成冷加工模具的渗钒。
2.根据权利要求1所述的一种冷加工模具渗钒方法，其特征在于步骤（1）中所述的混合粉末由V2O5、Cr2O3、钛粉、铝粉、NaCl和BaCl2构成，所述的盐浴混合物的质量百分比组成为：钛粉5～15%，V2O5 5～15%，Cr2O3 6～10%，铝粉3～5%，NaCl 1.5～3%，BaCl2 1.0～2.0%，余量为硼砂。
3.根据权利要求1所述的一种冷加工模具渗钒方法，其特征在于步骤（3）中所述的淬火的加热温度为930～1130℃，保温时间为4～6h，保温结束后进行油淬；步骤（3）中所述的回火的加热温度为220～280℃，保温时间为3～8h，保温结束后随炉自然冷却至室温。
4.根据权利要求1所述的一种冷加工模具渗钒方法，其特征在于所述的冷加工模具为钢管冷拔用内模或钢管精轧用芯棒。
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