CN108676990A - 一种3Cr2W8V模具的热处理工艺 - Google Patents

一种3Cr2W8V模具的热处理工艺 Download PDF

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Abstract

一种3Cr2W8V模具的热处理工艺，包括以下步骤：退火、淬火、回火、盐浴处理和离子硫氮共渗法；本发明通过对3Cr2W8V模具的热处理工艺进行优化调整，有效改善了3Cr2W8V模具的硬度、韧性及其耐磨性，此外，3Cr2W8V模具经离子硫氮共渗处理后，型腔的耐磨性和抗咬合性得到明显提高，模具寿命比未经共渗时提高2～4倍，产品的表面光亮度也有明显的提高，延长了模具的使用寿命，提高了经济效益。

Description

一种3Cr2W8V模具的热处理工艺
技术领域
本发明涉及材料的热处理工艺领域，具体为一种3Cr2W8V模具的热处理工艺。
背景技术
铝合金零件在压铸模成形过程中，当熔融的铝合金液被压进型腔时，型腔的表面温度可达600℃左右。为了防止铝合金液粘附在型腔上和型腔温度过高，工作时必须对模具型腔频繁地涂抹防粘涂料，由此造成型腔表面温度的反复升降。为确保其良好的导热性和耐热疲劳性，通常采用3Cr2W8V压铸模对铝合金零件进行压铸成形，但是铝合金零件压铸模由于其成形特点，常常存在粘模、侵蚀、热疲劳、磨损等现象。影响压铸模使用的因素较多，如压铸件的结构、模具材料及热处理、压铸模的结构与制造工艺、压铸工艺参数的选择等。热处理可以改变材料的金相组织，保证模具零件必要的强度和刚度、高温下的尺寸稳定性、抗热疲劳性能和材料的切削性能等，对压铸模的使用寿命起着非常重要的作用，因此，正确的热处理工艺是提高压铸模使用寿命的一个关键。因此，为了提高模具的断裂韧性和耐磨性，以延长模具的使用寿命，急需开发一种新的热处理工艺。针对上述情况，公开号为CN201410723688.6，CN201210264588.2，CN201010148982.0的专利申请都提出了针对不同3Cr2W8V模具的热处理工艺，但是上述方法针对性较强，效果并不是很理想,使用寿命短。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明针提出了一种3Cr2W8V模具的热处理工艺，能够提高热处理的效果,有效延长模具的使用寿命。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种3Cr2W8V模具的热处理工艺，其步骤为:
步骤一：退火
将锻件安装于箱式炉中加热至800～850℃，保温140～150min，随炉冷却至730～750℃再保温160～180min，以30℃/h的限速冷却至480～500℃，再升温至550℃进行去氢退火，然后出炉空冷至室温；
步骤二：淬火
预先准备三个不同温度的盐浴炉，分别是550～600℃的分级盐浴炉，850～900℃中温盐浴炉，1130～1450℃的高温盐浴炉；将步骤一退火处理后的锻件先置于分级盐浴炉中预热20～25min，然后迅速转入中温盐浴炉中再预热15～18min，随后转入高温盐浴炉中保温10～12min，取出投入550～600℃的分级盐浴炉中进行冷却，停留时间为16～20min，取出放入预先加热到260～280℃的熔融硝盐中继续冷却，停留时间为20～25min，取出空冷；
步骤三：回火
将步骤二淬火处理后的锻件置于箱式炉中进行两次高温回火，第一次回火加热温度为180～220℃，保温时间为90～100min，用油冷却，随后再进行第二次回火，加热温度为160～200℃，保温时间0.8～1h；
步骤四：盐浴处理
将步骤三回火处理后的锻件置于氮碳共渗温度为530～600℃下保温1.5～3h后，在氧化温度为380～400℃保温20～30min；
步骤五：离子硫氮共渗法
将步骤四盐浴处理后的锻件放置在加热至550～580℃的离子氮化炉设备，真空度为260～400Pa，在共渗剂中共渗时间1.8～2h。
所述分级盐浴炉的盐浴的成分为：NaCl、BaCl2、CaCl2，质量分数分别为：21％、31％、48％；
所述中温盐浴炉的盐浴的成分为：BaCl2、KCl，质量分数分别为：50％、50％；
所述高温盐浴炉的盐浴的成分为100％BaCl2；
所述熔融硝盐的成分为：NaNO3、KNO3，质量分数分别为：45％、55％；
所述的共渗剂体积分数之比为SO2：NH3：乙醇＝1：8：1。
本发明的有益效果：
本发明通过对3Cr2W8V模具的热处理工艺进行优化调整，有效改善了3Cr2W8V模具的硬度、韧性及其耐磨性，此外，3Cr2W8V模具经离子硫氮共渗处理后，型腔的耐磨性和抗咬合性得到明显提高，模具寿命比未经共渗时提高2～4倍，产品的表面光亮度也有明显的提高，延长了模具的使用寿命，提高了经济效益。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种3Cr2W8V模具的热处理工艺，其步骤为：
步骤一：退火
将锻件安装于箱式炉中加热至850℃，保温150min，随炉冷却至730℃再保温180min，以30℃/h的限速冷却至490℃，再升温至550℃进行去氢退火，然后出炉空冷至室温，等温退火后锻件的硬度为220HBS。
步骤二：淬火
预先准备三个不同温度的盐浴炉，分别是550℃的分级盐浴炉，850℃中温盐浴炉，1130℃的高温盐浴炉；将退火处理后的锻件先置于分级盐浴炉中预热25min，然后迅速转入中温盐浴炉中再预热18min，随后转入高温盐浴炉中保温12min，取出投入560℃的分级盐浴炉中进行冷却，停留时间为16min，待内外温度一致后，取出放入预先加热到260℃的熔融硝盐中继续冷却，停留时间为20min，取出空冷，淬火后硬度为50HRC。
步骤三：回火
将淬火后的锻件置于箱式炉中进行两次高温回火，第一次回火加热温度为200℃，保温时间为90min，用油冷却，随后再进行第二次回火，加热温度为180℃，保温时间1h，回火后硬度为44HRC。
步骤四：盐浴处理
将的回火的锻件置于氮碳共渗温度为550℃下保温2h后，在氧化温度为390℃保温20min。
步骤五：离子硫氮共渗法
锻件放置在加热至550℃的离子氮化炉设备，共渗剂体积分数之比为SO2：NH3：乙醇＝1：8：1，真空度为350Pa，共渗时间2h，渗层硬度高于1000HV。
实施例2：
一种3Cr2W8V模具的热处理工艺，其步骤为：
步骤一：退火
将锻件安装于箱式炉中加热至800℃，保温140min，随炉冷却至750℃再保温160min，以30℃/h的限速冷却至480℃，再升温至550℃进行去氢退火，然后出炉空冷至室温，等温退火后锻件的硬度为220HBS。
步骤二：淬火
预先准备三个不同温度的盐浴炉，分别是600℃的分级盐浴炉，900℃中温盐浴炉，1450℃的高温盐浴炉；将退火处理后的锻件先置于分级盐浴炉中预热20min，然后迅速转入中温盐浴炉中再预热15min，随后转入高温盐浴炉中保温10min，取出投入550℃的分级盐浴炉中进行冷却，停留时间为20min，取出放入预先加热到280℃的熔融硝盐中继续冷却，停留时间为25min，取出空冷，淬火后硬度为55HRC。
步骤三：回火
将淬火后的锻件置于箱式炉中进行两次高温回火，第一次回火加热温度为180℃，保温时间为100min，用油冷却，随后再进行第二次回火，加热温度为160℃，保温时间0.8h，回火后硬度为46HRC。
步骤四：盐浴处理
将的回火的锻件置于氮碳共渗温度为530℃下保温1.5h后，在氧化温度为380℃保温30min。
步骤五：离子硫氮共渗法
锻件放置在加热至580℃的离子氮化炉设备，共渗剂体积分数之比为SO2：NH3：乙醇＝1：8：1，真空度为260Pa，共渗时间1.8h，渗层硬度高于1000HV。
实施例3
一种3Cr2W8V模具的热处理工艺，其步骤为：
步骤一：退火
将锻件安装于箱式炉中加热至820℃，保温145min，随炉冷却至740℃再保温170min，以30℃/h的限速冷却至480℃，再升温至550℃进行去氢退火，然后出炉空冷至室温，等温退火后锻件的硬度为220HBS。
步骤二：淬火
预先准备三个不同温度的盐浴炉，分别是580℃的分级盐浴炉，880℃中温盐浴炉，1300℃的高温盐浴炉；将退火处理后的锻件先置于分级盐浴炉中预热23min，然后迅速转入中温盐浴炉中再预热16min，随后转入高温盐浴炉中保温11min，取出投入600℃的分级盐浴炉中进行冷却，停留时间为18min，取出放入预先加热到270℃的熔融硝盐中继续冷却，停留时间为22min，取出空冷，淬火后硬度为53HRC。
步骤三：回火
将淬火后的锻件置于箱式炉中进行两次高温回火，第一次回火加热温度为220℃，保温时间为95min，用油冷却，随后再进行第二次回火，加热温度为200℃，保温时间0.9h，回火后硬度为45HRC。
步骤四：盐浴处理
将的回火的锻件置于氮碳共渗温度为600℃下保温3h后，在氧化温度为400℃保温20min。
步骤五：离子硫氮共渗法
锻件放置在加热至560℃的离子氮化炉设备，共渗剂体积分数之比为SO2：NH3：乙醇＝1：8：1，真空度为400Pa，共渗时间1.9h，渗层硬度高于1000HV。
本实施例通过对3Cr2W8V模具的热处理工艺进行优化调整，有效改善了3Cr2W8V模具的硬度、韧性及其耐磨性，此外，经离子硫氮共渗处理后3Cr2W8V模具，型腔的耐磨性和抗咬合性得到明显提高，模具寿命比未经共渗时提高2～4倍，产品的表面光亮度也有明显的提高。

Claims (3)

1.一种3Cr2W8V模具的热处理工艺，其特征在于，其步骤为:
步骤一：退火
将锻件安装于箱式炉中加热至800～850℃，保温140～150min，随炉冷却至730～750℃再保温160～180min，以30℃/h的限速冷却至480～500℃，再升温至550℃进行去氢退火，然后出炉空冷至室温；
步骤二：淬火
预先准备三个不同温度的盐浴炉，分别是550～600℃的分级盐浴炉，850～900℃中温盐浴炉，1130～1450℃的高温盐浴炉；将步骤一退火处理后的锻件先置于分级盐浴炉中预热20～25min，然后迅速转入中温盐浴炉中再预热15～18min，随后转入高温盐浴炉中保温10～12min，取出投入550～600℃的分级盐浴炉中进行冷却，停留时间为16～20min，取出放入预先加热到260～280℃的熔融硝盐中继续冷却，停留时间为20～25min，取出空冷；
步骤三：回火
将步骤二淬火处理后的锻件置于箱式炉中进行两次高温回火，第一次回火加热温度为180～220℃，保温时间为90～100min，用油冷却，随后再进行第二次回火，加热温度为160～200℃，保温时间0.8～1h；
步骤四：盐浴处理
将步骤三回火处理后的锻件置于氮碳共渗温度为530～600℃下保温1.5～3h后，在氧化温度为380～400℃保温20～30min；
步骤五：离子硫氮共渗法
将步骤四盐浴处理后的锻件放置在加热至550～580℃的离子氮化炉设备，真空度为260～400Pa，在共渗剂中共渗时间1.8～2h。
2.根据权利要求1所述的一种3Cr2W8V模具的热处理工艺，其特征在于，所述分级盐浴炉的盐浴的成分为：NaCl、BaCl2、CaCl2，质量分数分别为：21％、31％、48％；
所述中温盐浴炉的盐浴的成分为：BaCl2、KCl，质量分数分别为：50％、50％；
所述高温盐浴炉的盐浴的成分为100％BaCl2；
所述熔融硝盐的成分为：NaNO3、KNO3，质量分数分别为：45％、55％。
3.根据权利要求1所述的一种3Cr2W8V模具的热处理工艺，其特征在于，所述的共渗剂体积分数之比为SO2：NH3：乙醇＝1：8：1。
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