CN108866285A - 一种大型模块模具钢调质热处理方法 - Google Patents
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- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
Abstract
本发明设计的大型模块模具钢调质热处理方法,包括以下步骤:升温,保温,多次水冷空冷交替淬火,高温回火。采用水淬空冷的方式,多次提水空冷进行自回火,消除表面组织转变应力,冷却强度介于油淬和水淬之间,保证大型模块淬透的同时避免了水淬开裂。避免淬水出现珠光体转变。之后采取多次提水减缓冷却速度,减少淬火应力,提高高温段冷却速度的同时也防止了淬火开裂。冷却至1.2738的马氏体开始转变温度时,进行空冷,减缓马氏体的形成速度,从而可以大减少组织应力,避免低温段开裂。
Description
技术领域
本发明涉及一种模具钢大型模块的调质热处理方法,尤其涉及一种应用于1.2738磨具钢大型模块的水淬空淬调质热处理工艺方法。
背景技术
1.2738模具钢是应用于制作大型塑料模具的材料,对硬度均匀性要求非常苛刻。该材料的调质热处理工艺一般包括:升温、保温、淬火、高温回火等步骤,调质过程中易出现以下问题:1.硬度不均匀;2.淬火易开裂;3.综合机械性能不合格。通常对小型1.2738锻材,一般可采用油淬来提高材料性能。而作为1.2738的大型模块如果采用传统的油淬会出现淬不透,心表硬度差较大,甚至出现心部无硬度现象。另外油淬成本高,安全性差,污染也较大,因此对于大型1.2738等塑料模具钢采用油淬方式存在很大的局限性。
中国专利“42CrMo材料的水淬空冷调质处理工艺方法”(公开号CN101363070A,公开日2009年2月11日)公开了一种42CrMo材料的大型锻件调质淬火处理工艺方法,包括升温、保温、淬火及高温回火等步骤,采用水淬空冷方式进行淬火,具体包括如下步骤:淬火时,水冷一定时间后,吊出空冷缓冲,等表面返温达到的200~300℃后,再入水水冷,空冷缓冲,经多次水冷和空冷循环后,其工件返温不超过300℃稳定后即可完成淬火工序。其解决的是在缺乏油槽、淬火油等淬火条件下工件的调质处理方案,不能解决1.2738大型模块油淬淬不透、水淬冷却强度大易开裂的问题
发明内容
针对背景技术存在的问题,本发明的目的在于针对1.2738模具钢的大型模块油淬淬不透、水淬冷却强度大易开裂的问题提出一种采用水淬+空淬工艺来替代油淬方式并解决水淬易开裂问题的大型模块模具钢调质热处理方法。
为达到上述目的,本发明设计的大型模块模具钢调质热处理方法,包括以下步骤:
S1,升温:采用阶梯升温至870℃±10℃;
S2,保温:在870℃温度下保温7~11小时;
S3,淬火:第一次入水冷却45分钟,然后空冷3分钟后回温350℃±5℃;第二次入水13分钟,然后空冷2分钟后回温300℃±5℃;第三次入水11分钟,然后空冷2分钟后回温260℃±5℃;第四次入水9分钟,然后空冷2分钟后回温230℃±5℃;
S4,高温回火:阶梯升温至580℃±10℃,并保温14~22小时后空冷。
优选的,S1中采用两步最终升温至870℃±10℃:
A、以升温速度≤80℃/h升温至650℃后保温一段时间;
B、以升温速度≤100℃/h升温至870℃±10℃。
进一步优选的,步骤A中的保温时间为3小时。
优选的,S4中采用两部最终升温至580℃±10℃:
A、以升温速度≤80℃/h升温至250℃后保温一段时间;
B、以升温速度≤100℃/h升温至580℃±10℃。
进一步优选的,步骤A中的保温时间为3小时。
优选的,S4中空冷之前以小于40℃/h的速度冷却至300℃后再出炉空冷。
本发明的有益效果是:1.采用水淬空冷的方式,多次提水空冷进行自回火,消除表面组织转变应力,冷却强度介于油淬和水淬之间,保证大型模块淬透的同时避免了水淬开裂。2.1.2738的珠光体鼻尖转变温度为580℃,第一次直接快冷至心部500℃出水,避免淬水出现珠光体转变。之后采取多次提水减缓冷却速度,减少淬火应力,提高高温段冷却速度的同时也防止了淬火开裂。3.冷却至1.2738的马氏体开始转变温度时,进行空冷,减缓马氏体的形成速度,从而可以大减少组织应力,避免低温段开裂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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S1中的温度线图;
图2是本发明S4中的温度线图。
具体实施方式
下面通过图1~图2以及列举本发明的一些可选实施例的方式,对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
本发明设计的大型模块模具钢调质热处理方法,包括以下步骤:
S1,升温,如图1所示:采用阶梯升温至870℃±10℃,先以升温速度≤80℃/h升温至650℃后保温3小时,再以升温速度≤100℃/h升温至870℃±10℃。
S2,保温:在870℃温度下保温7~11小时;一般按照待加工件的厚度为参照,以50mm/h的速度计算保温时间。
S3,淬火:第一次入水冷却45分钟,然后空冷3分钟后回温350℃±5℃;第二次入水13分钟,然后空冷2分钟后回温300℃±5℃;第三次入水11分钟,然后空冷2分钟后回温260℃±5℃;第四次入水9分钟,然后空冷2分钟后回温230℃±5℃;
S4,高温回火:阶梯升温至580℃±10℃,先以升温速度≤80℃/h升温至250℃后保温3小时,再以升温速度≤100℃/h升温至580℃±10℃,并保温14~22小时,以小于40℃/h的速度冷却至300℃后出炉空冷。
本领域技术人员容易理解,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不以限制本发明,凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种大型模块模具钢调质热处理方法,包括以下步骤:
S1,升温:采用阶梯升温至870℃±10℃;
S2,保温:在870℃温度下保温7~11小时;
S3,淬火:第一次入水冷却45分钟,然后空冷3分钟后回温350℃±5℃;第二次入水13分钟,然后空冷2分钟后回温300℃±5℃;第三次入水11分钟,然后空冷2分钟后回温260℃±5℃;第四次入水9分钟,然后空冷2分钟后回温230℃±5℃;
S4,高温回火:阶梯升温至580℃±10℃,并保温14~22小时后空冷。
2.根据权利要求1所述的大型模块模具钢调质热处理方法,其特征在于:S1中采用两步最终升温至870℃±10℃:
A、以升温速度≤80℃/h升温至650℃后保温一段时间;
B、以升温速度≤100℃/h升温至870℃±10℃。
3.根据权利要求2所述的大型模块模具钢调质热处理方法,其特征在于:步骤A中的保温时间为3小时。
4.根据权利要求1所述的大型模块模具钢调质热处理方法,其特征在于:S4中采用两部最终升温至580℃±10℃:
A、以升温速度≤80℃/h升温至250℃后保温一段时间;
B、以升温速度≤100℃/h升温至580℃±10℃。
5.根据权利要求4所述的大型模块模具钢调质热处理方法,其特征在于:步骤A中的保温时间为3小时。
6.根据权利要求1所述的大型模块模具钢调质热处理方法,其特征在于:S4中空冷之前以小于40℃/h的速度冷却至300℃后再出炉空冷。
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