CN112853363A - 一种高强度模具钢的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明本发明涉及模具钢加工技术领域，具体是一种高强度模具钢的加工工艺，具体如下：(1)酸洗，将模具钢钢胚置于酸洗液中于60‑65摄氏度下振荡酸洗40‑60分钟，振荡频率50‑60Hz；(2)热处理，在真空炉中以50摄氏度/小时的升温速率将酸洗后的钢胚加热至450摄氏度，保温60‑80分钟；然后80摄氏度/小时的升温速率将钢胚继续加热至1000摄氏度并保温90‑120分钟，最后使用温度为120摄氏度的油淬液冷却至钢胚温度为150‑200摄氏度，即可出炉冷却至室温；(3)回火处理后可进行机加工。通过本发明方法加工出的模具钢，冲击强度大大提高，应用在装载机上使用寿命稳定延长50％以上，大大提高了产品的市场竞争力，效果显著。

Description

一种高强度模具钢的加工工艺
技术领域
本发明涉及模具钢加工技术领域，具体是一种高强度模具钢的加工工艺。
背景技术
强度是指表示工程材料抵抗断裂和过度变形的力学性能之一。常用的强度性能指标有拉伸强度和屈服强度(或屈服点)。铸铁、无机材料没有屈服现象，故只用拉伸强度来衡量其强度性能。承受弯曲载荷、压缩载荷或扭转载荷时则应以材料的弯曲强度、压缩强度及剪切强度来表示材料的强度性能。
现有技术中，模具钢的使用寿命，尤其是装载机上的模具钢的使用寿命较短，为了延长其使用寿命，只有通过消除其残余压应力，使其冲击强度提高，才能有效延长装载机上的模具钢的使用寿命。
发明内容
为了解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种高强度模具钢的加工工艺。
一种高强度模具钢的加工工艺，具体如下：
(1)酸洗
将模具钢钢胚置于酸洗液中于60-65摄氏度下振荡酸洗40-60分钟，振荡频率50-60Hz；所述酸洗液，按质量份数计，由硝酸5-8份、氢氟酸1-3份、柠檬酸15-20份混合后制得；
(2)热处理
在真空炉中以50摄氏度/小时的升温速率将酸洗后的钢胚加热至450摄氏度，保温60-80分钟；然后80摄氏度/小时的升温速率将钢胚继续加热至1000摄氏度并保温90-120分钟，最后使用温度为120摄氏度的油淬液冷却至钢胚温度为150-200摄氏度，即可出炉冷却至室温；
(3)回火处理后可进行机加工。
进一步的，所述柠檬酸的制作方法，具体如下：
(1)取柠檬榨汁，得柠檬汁和柠檬渣，将所述柠檬渣加20其质量份数的水煎煮20分钟，再加入0.5倍其质量份数的橙皮继续熬煮至浓稠状，加水10倍稀释后过滤得提取液A；
(2)将步骤(1)所述柠檬汁使用20kHz超声波乳化处理3分钟，然后静置60分钟，去除底层沉淀物，得提取液B；
(3)将所述提取液A和提取液B混合后即得。
进一步的，所述油淬液，按质量分数计，由矿物油100-150份，山梨糖醇酐单油酸酯2-8份，脂肪醇聚氧乙烯醚3-9份，二叔丁基对甲酚1-5份，抗氧剂2-6份混合后制得。
进一步的，所述抗氧剂，由二烷基二苯胺、氨基甲酸酯按质量比5-9:1混合后制得。
本发明通过使用所述酸洗液对模具钢钢胚进行酸洗，去除其表面油膜和氧化物，有效保证后续热处理火的效果，后续的热处理采用分段式升温，保证钢胚由内到外温度始终保持均匀一致，有效消除其内部的残余压应力，大大提高其使用寿命，同时生成的氧化膜致密，具有一定的防腐能力，最后的回火操作进一步提高模具钢的表面冲击强度。通过本发明方法加工出的模具钢，冲击强度大大提高，应用在装载机上使用寿命稳定延长50％以上，大大提高了产品的市场竞争力，效果显著。
具体实施方式
实施例1
一种高强度模具钢的加工工艺，具体如下：
(1)酸洗
将模具钢钢胚置于酸洗液中于60摄氏度下振荡酸洗40分钟，振荡频率50Hz；所述酸洗液，按质量份数计，由硝酸5份、氢氟酸1份、柠檬酸15份混合后制得；
(2)热处理
在真空炉中以50摄氏度/小时的升温速率将酸洗后的钢胚加热至450摄氏度，保温60-80分钟；然后80摄氏度/小时的升温速率将钢胚继续加热至1000摄氏度并保温90-120分钟，最后使用温度为120摄氏度的油淬液冷却至钢胚温度为150-200摄氏度，即可出炉冷却至室温；
(3)回火处理后可进行机加工。
进一步的，所述柠檬酸的制作方法，具体如下：
(1)取柠檬榨汁，得柠檬汁和柠檬渣，将所述柠檬渣加20其质量份数的水煎煮20分钟，再加入0.5倍其质量份数的橙皮继续熬煮至浓稠状，加水10倍稀释后过滤得提取液A；
(2)将步骤(1)所述柠檬汁使用20kHz超声波乳化处理3分钟，然后静置60分钟，去除底层沉淀物，得提取液B；
(3)将所述提取液A和提取液B混合后即得。
进一步的，所述油淬液，按质量分数计，由矿物油100份，山梨糖醇酐单油酸酯2份，脂肪醇聚氧乙烯醚3份，二叔丁基对甲酚1份，抗氧剂2份混合后制得。
进一步的，所述抗氧剂，由二烷基二苯胺、氨基甲酸酯按质量比5:1混合后制得。
实施例2
一种高强度模具钢的加工工艺，具体如下：
(1)酸洗
将模具钢钢胚置于酸洗液中于65摄氏度下振荡酸洗60分钟，振荡频率60Hz；所述酸洗液，按质量份数计，由硝酸8份、氢氟酸3份、柠檬酸20份混合后制得；
(2)热处理
在真空炉中以50摄氏度/小时的升温速率将酸洗后的钢胚加热至450摄氏度，保温60-80分钟；然后80摄氏度/小时的升温速率将钢胚继续加热至1000摄氏度并保温90-120分钟，最后使用温度为120摄氏度的油淬液冷却至钢胚温度为150-200摄氏度，即可出炉冷却至室温；
(3)回火处理后可进行机加工。
进一步的，所述柠檬酸的制作方法，具体如下：
(1)取柠檬榨汁，得柠檬汁和柠檬渣，将所述柠檬渣加20其质量份数的水煎煮20分钟，再加入0.5倍其质量份数的橙皮继续熬煮至浓稠状，加水10倍稀释后过滤得提取液A；
(2)将步骤(1)所述柠檬汁使用20kHz超声波乳化处理3分钟，然后静置60分钟，去除底层沉淀物，得提取液B；
(3)将所述提取液A和提取液B混合后即得。
进一步的，所述油淬液，按质量分数计，由矿物油150份，山梨糖醇酐单油酸酯8份，脂肪醇聚氧乙烯醚9份，二叔丁基对甲酚5份，抗氧剂6份混合后制得。
进一步的，所述抗氧剂，由二烷基二苯胺、氨基甲酸酯按质量比9:1混合后制得。
实施例3
一种高强度模具钢的加工工艺，具体如下：
(1)酸洗
将模具钢钢胚置于酸洗液中于62摄氏度下振荡酸洗50分钟，振荡频率55Hz；所述酸洗液，按质量份数计，由硝酸6份、氢氟酸2份、柠檬酸18份混合后制得；
(2)热处理
在真空炉中以50摄氏度/小时的升温速率将酸洗后的钢胚加热至450摄氏度，保温60-80分钟；然后80摄氏度/小时的升温速率将钢胚继续加热至1000摄氏度并保温90-120分钟，最后使用温度为120摄氏度的油淬液冷却至钢胚温度为150-200摄氏度，即可出炉冷却至室温；
(3)回火处理后可进行机加工。
进一步的，所述柠檬酸的制作方法，具体如下：
(1)取柠檬榨汁，得柠檬汁和柠檬渣，将所述柠檬渣加20其质量份数的水煎煮20分钟，再加入0.5倍其质量份数的橙皮继续熬煮至浓稠状，加水10倍稀释后过滤得提取液A；
(2)将步骤(1)所述柠檬汁使用20kHz超声波乳化处理3分钟，然后静置60分钟，去除底层沉淀物，得提取液B；
(3)将所述提取液A和提取液B混合后即得。
进一步的，所述油淬液，按质量分数计，由矿物油120份，山梨糖醇酐单油酸酯4份，脂肪醇聚氧乙烯醚6份，二叔丁基对甲酚3份，抗氧剂4份混合后制得。
进一步的，所述抗氧剂，由二烷基二苯胺、氨基甲酸酯按质量比7:1混合后制得。
对照组
现有工艺生产的模具钢。
通过对上述4中工艺生产出的模具钢应用在装载机上进行使用寿命的检测，经过多次实验取平均使用寿命结果如下：
使用寿命
实施例1 450天
实施例2 480天
实施例3 480天
对照组 280天
表1
由表1可知，通过本发明方法加工出的模具钢，冲击强度大大提高，应用在装载机上使用寿命稳定延长50％以上，大大提高了产品的市场竞争力，效果显著。

Claims (8)

1.一种高强度模具钢的加工工艺，其特征在于，具体如下：
(1)酸洗
将模具钢钢胚置于酸洗液中于60-65摄氏度下振荡酸洗40-60分钟，振荡频率50-60Hz；所述酸洗液，按质量份数计，由硝酸5-8份、氢氟酸1-3份、柠檬酸15-20份混合后制得；
(2)热处理
在真空炉中以50摄氏度/小时的升温速率将酸洗后的钢胚加热至450摄氏度，保温60-80分钟；然后80摄氏度/小时的升温速率将钢胚继续加热至1000摄氏度并保温90-120分钟，最后使用温度为120摄氏度的油淬液冷却至钢胚温度为150-200摄氏度，即可出炉冷却至室温；
(3)回火处理后可进行机加工。
2.根据权利要求1所述的一种高强度模具钢的加工工艺，其特征在于：步骤(1)为将模具钢钢胚置于酸洗液中于62摄氏度下振荡酸洗50分钟，振荡频率55Hz。
3.根据权利要求1所述的一种高强度模具钢的加工工艺，其特征在于：步骤(1)所述酸洗液，按质量份数计，由硝酸6份、氢氟酸2份、柠檬酸18份混合后制得。
4.根据权利要求1或3所述的一种高强度模具钢的加工工艺，其特征在于：所述柠檬酸的制作方法，具体如下：
(1)取柠檬榨汁，得柠檬汁和柠檬渣，将所述柠檬渣加20其质量份数的水煎煮20分钟，再加入0.5倍其质量份数的橙皮继续熬煮至浓稠状，加水10倍稀释后过滤得提取液A；
(2)将步骤(1)所述柠檬汁使用20kHz超声波乳化处理3分钟，然后静置60分钟，去除底层沉淀物，得提取液B；
(3)将所述提取液A和提取液B混合后即得。
5.根据权利要求1所述的一种高强度模具钢的加工工艺，其特征在于：步骤(2)所述油淬液，按质量分数计，由矿物油100-150份，山梨糖醇酐单油酸酯2-8份，脂肪醇聚氧乙烯醚3-9份，二叔丁基对甲酚1-5份，抗氧剂2-6份混合后制得。
6.根据权利要求5所述的一种高强度模具钢的加工工艺，其特征在于：所述油淬液，按质量分数计，由矿物油120份，山梨糖醇酐单油酸酯4份，脂肪醇聚氧乙烯醚6份，二叔丁基对甲酚3份，抗氧剂4份混合后制得。
7.根据权利要求6所述的一种高强度模具钢的加工工艺，其特征在于：所述抗氧剂，由二烷基二苯胺、氨基甲酸酯按质量比5-9:1混合后制得。
8.根据权利要求6所述的一种高强度模具钢的加工工艺，其特征在于：所述抗氧剂，由二烷基二苯胺、氨基甲酸酯按质量比7:1混合后制得。
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