CN109022692A - 一种高硬度模具钢的真空热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高硬度模具钢的真空热处理工艺，具体步骤如下：模具钢在850‑900℃下保温，升温至1000‑1300℃并保温，对模具钢进行锻打30分钟；对模具钢进行水冷；将模具钢在真空，温度为700‑730℃下进行保温；将模具钢以40℃/小时降温至430‑450℃，向炉内通入氮气；将模具钢进行油淬，并进行回火处理；将模具钢在450‑510℃下进行保温；将模具钢在真空，温度为800‑810℃下进行保温；将模具钢加热至885‑890℃并保温，将模具钢放入至机油中冷却、清洗；将模具钢加热至180‑200℃保温；将模具钢在‑40～‑50℃温度下保温；将模具钢在130‑150℃温度下保温，将模具钢冷却至室温。本发明涉及的这种模具钢热处理工艺，经过热处理后的模具钢耐磨性、韧性与抗疲劳性能有所提高，有效延长了模具钢的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属热处理工艺，尤其涉及一种高硬度模具钢的真空热处理工艺。
背景技术
热作模具钢主要用于制造对高温状态的金属进行热成型的模具，如热挤压模、压铸模、热剪切模等。在热作模具钢在应用中比较广泛，尽管含碳量较低，但还有亚稳共晶碳化物存在，因此会影响模具钢的韧性，进而损害模具的使用寿命。这类模具在工作中既受复杂应力的作用、又受到温度变化的影响，其工作条件差、失效形式复杂、综合性能要求高，因此，在模具钢进行使用时，需要对模具钢进行表面处理，从而可以改善模具钢的性能，现有技术的热处理工艺虽然对模具钢的表面有一定的改善，但是改善后的模具钢仍然不能满足现有企业对模具钢的要求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种高硬度模具钢的真空热处理工艺，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高硬度模具钢的真空热处理工艺，具体步骤如下：
（1）模具钢在850-900℃下保温45-60分钟，将温度升温至1000-1300℃并保温45-60分钟，对模具钢进行锻打30分钟；
（2）对模具钢进行水冷，并冷却至550-600℃取出模具钢；
（3）将模具钢在真空度3×10-2Pa，温度为700-730℃下进行保温40-50分钟后，升温至750-780℃并保温30-40分钟；
（4）将模具钢在真空度1.2×10-2Pa，升温至850-900℃并进行保温1-3小时；
（5）将模具钢以40℃/小时降温至430-450℃，向炉内通入氮气，并以30℃/小时降温至40-45℃出炉；
（6）将模具钢在830-860℃下进行油淬，将油淬后的模具钢冷却至700-750℃并进行回火处理；
（7）将模具钢在450-510℃下进行保温20-30分钟后，将模具钢自然冷却至室温；
（8）将模具钢在真空度2×10-1Pa，温度为800-810℃下进行保温20-26分钟后，升温至830-850℃并保温24-30分钟；
（9）将模具钢在真空度2.5×10-1Pa，温度为850-860℃下进行保温1-1.5小时；
（10）将模具钢加热至885-890℃并保温2-3小时后，将模具钢放入至机油中冷却，并降温至100-130℃后取出、清洗；
(11)将模具钢加热至180-200℃，保温4-5小时；
（12）将模具钢在-40～-50℃温度下保温2.5-3.5小时；
（13）将模具钢在130-150℃温度下保温4-8小时后，将模具钢冷却至室温，即可完成对模具钢的真空热处理工艺；
所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，温度高于1100℃时轻打；温度950-1100℃时重打；温度低于950℃时轻打。
作为本发明的一种改进，所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，锻打的初始温度为1000-1300℃，锻打后的最终温度为790-810℃。
作为本发明的一种改进，所述步骤（5）中氮气的通入量为3.5-4L/小时。
作为本发明的一种改进，所述步骤（10）中模具钢的清洗温度为200-210℃。
由于采用了以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：
本发明涉及的这种模具钢热处理工艺，经过热处理后的模具钢耐磨性、韧性与抗疲劳性能有所提高，有效延长了模具钢的使用寿命；本发明的模具钢的处理工艺可以减少工件的加工余量，提高材料的利用率。
本发明的处理后的模具钢力学性能检测数据如下：
表面硬度HRC：59-62
心部硬度HRC：40-42
抗弯强度：2600-2900Mpa
冲击韧性：65-78J/cm2
抗压强度：2200-2400 Mpa
耐磨性：达到D2。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1：
一种高硬度模具钢的真空热处理工艺，具体步骤如下：
（1）模具钢在850℃下保温60分钟，将温度升温至1300℃并保温60分钟，对模具钢进行锻打30分钟；
（2）对模具钢进行水冷，并冷却至550℃取出模具钢；
（3）将模具钢在真空度3×10-2Pa，温度为730℃下进行保温40分钟后，升温至780℃并保温30分钟；
（4）将模具钢在真空度1.2×10-2Pa，升温至900℃并进行保温1小时；
（5）将模具钢以40℃/小时降温至450℃，向炉内通入氮气，并以30℃/小时降温至40℃出炉；
（6）将模具钢在860℃下进行油淬，将油淬后的模具钢冷却至700℃并进行回火处理；
（7）将模具钢在510℃下进行保温20分钟后，将模具钢自然冷却至室温；
（8）将模具钢在真空度2×10-1Pa，温度为810℃下进行保温20分钟后，升温至850℃并保温24分钟；
（9）将模具钢在真空度2.5×10-1Pa，温度为860℃下进行保温1小时；
（10）将模具钢加热至890℃并保温2小时后，将模具钢放入至机油中冷却，并降温至130℃后取出、清洗；
(11)将模具钢加热至180℃，保温5小时；
（12）将模具钢在-40℃温度下保温3.5小时；
（13）将模具钢在130℃温度下保温8小时后，将模具钢冷却至室温，即可完成对模具钢的真空热处理工艺。
所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，温度高于1100℃时轻打；温度950-1100℃时重打；温度低于950℃时轻打。
所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，锻打的初始温度为1300℃，锻打后的最终温度为810℃。
所述步骤（5）中氮气的通入量为3.5L/小时。
所述步骤（10）中模具钢的清洗温度为210℃。
经过热处理后模具钢的表面硬度62HRC，心部硬度为42 HRC，线切割没有开裂。
实施例2：
一种高硬度模具钢的真空热处理工艺，具体步骤如下：
（1）模具钢在900℃下保温45分钟，将温度升温至1300℃并保温45分钟，对模具钢进行锻打30分钟；
（2）对模具钢进行水冷，并冷却至600℃取出模具钢；
（3）将模具钢在真空度3×10-2Pa，温度为700℃下进行保温50分钟后，升温至750℃并保温40分钟；
（4）将模具钢在真空度1.2×10-2Pa，升温至850℃并进行保温3小时；
（5）将模具钢以40℃/小时降温至430℃，向炉内通入氮气，并以30℃/小时降温至45℃出炉；
（6）将模具钢在830℃下进行油淬，将油淬后的模具钢冷却至750℃并进行回火处理；
（7）将模具钢在450℃下进行保温30分钟后，将模具钢自然冷却至室温；
（8）将模具钢在真空度2×10-1Pa，温度为800℃下进行保温26分钟后，升温至830℃并保温30分钟；
（9）将模具钢在真空度2.5×10-1Pa，温度为850℃下进行保温1.5小时；
（10）将模具钢加热至885℃并保温3小时后，将模具钢放入至机油中冷却，并降温至100℃后取出、清洗；
(11)将模具钢加热至200℃，保温4小时；
（12）将模具钢在-50℃温度下保温2.5小时；
（13）将模具钢在150℃温度下保温4小时后，将模具钢冷却至室温，即可完成对模具钢的真空热处理工艺。
所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，温度高于1100℃时轻打；温度950-1100℃时重打；温度低于950℃时轻打。
所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，锻打的初始温度为1300℃，锻打后的最终温度为790℃。
所述步骤（5）中氮气的通入量为4L/小时。
所述步骤（10）中模具钢的清洗温度为200℃。
经过热处理后模具钢的表面硬度62HRC，心部硬度为41HRC，线切割没有开裂。
实施例3：
一种高硬度模具钢的真空热处理工艺，具体步骤如下：
（1）模具钢在860℃下保温55分钟，将温度升温至1300℃并保温50分钟，对模具钢进行锻打30分钟；
（2）对模具钢进行水冷，并冷却至580℃取出模具钢；
（3）将模具钢在真空度3×10-2Pa，温度为720℃下进行保温45分钟后，升温至760℃并保温35分钟；
（4）将模具钢在真空度1.2×10-2Pa，升温至860℃并进行保温2小时；
（5）将模具钢以40℃/小时降温至440℃，向炉内通入氮气，并以30℃/小时降温至43℃出炉；
（6）将模具钢在830℃下进行油淬，将油淬后的模具钢冷却至750℃并进行回火处理；
（7）将模具钢在500℃下进行保温20分钟后，将模具钢自然冷却至室温；
（8）将模具钢在真空度2×10-1Pa，温度为810℃下进行保温23分钟后，升温至840℃并保温30分钟；
（9）将模具钢在真空度2.5×10-1Pa，温度为850℃下进行保温1小时；
（10）将模具钢加热至890℃并保温2小时后，将模具钢放入至机油中冷却，并降温至130℃后取出、清洗；
(11)将模具钢加热至180℃，保温4小时；
（12）将模具钢在-50℃温度下保温2.5小时；
（13）将模具钢在150℃温度下保温4小时后，将模具钢冷却至室温，即可完成对模具钢的真空热处理工艺。
所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，温度高于1100℃时轻打；温度950-1100℃时重打；温度低于950℃时轻打。
所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，锻打的初始温度为1300℃，锻打后的最终温度为790℃。
所述步骤（5）中氮气的通入量为3.5L/小时。
所述步骤（10）中模具钢的清洗温度为200℃。
经过热处理后模具钢的表面硬度61HRC，心部硬度为42 HRC，线切割没有开裂。
上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高硬度模具钢的真空热处理工艺，其特征在于，具体步骤如下：
（1）模具钢在850-900℃下保温45-60分钟，将温度升温至1000-1300℃并保温45-60分钟，对模具钢进行锻打30分钟；
（2）对模具钢进行水冷，并冷却至550-600℃取出模具钢；
（3）将模具钢在真空度3×10-2Pa，温度为700-730℃下进行保温40-50分钟后，升温至750-780℃并保温30-40分钟；
（4）将模具钢在真空度1.2×10-2Pa，升温至850-900℃并进行保温1-3小时；
（5）将模具钢以40℃/小时降温至430-450℃，向炉内通入氮气，并以30℃/小时降温至40-45℃出炉；
（6）将模具钢在830-860℃下进行油淬，将油淬后的模具钢冷却至700-750℃并进行回火处理；
（7）将模具钢在450-510℃下进行保温20-30分钟后，将模具钢自然冷却至室温；
（8）将模具钢在真空度2×10-1Pa，温度为800-810℃下进行保温20-26分钟后，升温至830-850℃并保温24-30分钟；
（9）将模具钢在真空度2.5×10-1Pa，温度为850-860℃下进行保温1-1.5小时；
（10）将模具钢加热至885-890℃并保温2-3小时后，将模具钢放入至机油中冷却，并降温至100-130℃后取出、清洗；
(11)将模具钢加热至180-200℃，保温4-5小时；
（12）将模具钢在-40～-50℃温度下保温2.5-3.5小时；
（13）将模具钢在130-150℃温度下保温4-8小时后，将模具钢冷却至室温，即可完成对模具钢的真空热处理工艺；
所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，温度高于1100℃时轻打；温度950-1100℃时重打；温度低于950℃时轻打。
2.根据权利要求1所述的一种热作模具钢的热处理工艺，其特征在于：所述步骤（1）中对模具钢进行锻打过程中，锻打的初始温度为1000-1300℃，锻打后的最终温度为790-810℃。
3.根据权利要求1所述的一种热作模具钢的热处理工艺，其特征在于：所述步骤（5）中氮气的通入量为3.5-4L/小时。
4.根据权利要求1所述的一种热作模具钢的热处理工艺，其特征在于：所述步骤（10）中模具钢的清洗温度为200-210℃。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114150114A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-08 | 广东世创金属科技股份有限公司 | 一种焊管模具钢的改进热处理方法 |
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2018
- 2018-09-15 CN CN201811077549.5A patent/CN109022692A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114150114A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-08 | 广东世创金属科技股份有限公司 | 一种焊管模具钢的改进热处理方法 |
| CN114150114B (zh) * | 2021-11-10 | 2023-01-03 | 广东世创金属科技股份有限公司 | 一种焊管模具钢的改进热处理方法 |
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