CN113718092A - 一种竹叶状退火组织的均匀化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种竹叶状退火组织的均匀化处理方法，属于金属材料热处理技术领域，解决热作模具钢生产中出现的竹叶状不均匀退火组织的技术问题，解决方案为：针对存在竹叶状退火组织的模块或锻材，首先，通过高温加热把形成竹叶状形态的碳化物全部溶解到钢的基体中并均匀化，形成过饱和固溶体，隔断组织形态的遗传性；然后，将模块或锻材快速冷却到马氏体转变点以下，避免在贝氏体转变区域停留形成竹叶状贝氏体；最后，对模块或锻材进行退火，使碳化物在退火过程均匀析出并长大，得到均匀的退火组织。本发明可以有效改善热作模具钢模块、锻材产品出现的竹叶状不均匀退火组织，延长模具的使用寿命。

Description

一种竹叶状退火组织的均匀化处理方法
技术领域
本发明属于金属材料热处理技术领域，具体涉及的是一种竹叶状退火组织的均匀化处理方法。
背景技术
在热作模具钢模块、锻圆产品生产过程中，经常会出现竹叶状不均匀退火组织，这种不均匀退火组织即使重新退火或经淬火、回火热处理后仍保留竹叶状组织形态，具有较强的组织遗传性，这种组织对模具使用寿命有较大的影响，所以需要通过热处理的方法消除热作模具钢模块、锻圆产品生产过程中产生的竹叶状不均匀退火组织。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，解决热作模具钢生产中出现的竹叶状不均匀退火组织的技术问题，本发明提供一种竹叶状退火组织的均匀化处理方法。
本发明的设计构思为：
对存在竹叶状退火组织的模块或锻材，首先，通过高温加热把形成竹叶状形态的碳化物全部溶解到钢的基体中并均匀化，形成过饱和固溶体，隔断组织形态的遗传性；然后，将模块或锻材快速冷却到马氏体转变点以下，避免在贝氏体转变区域停留形成竹叶状贝氏体；最后，对模块或锻材进行退火，使碳化物在退火过程均匀析出并长大，得到均匀的退火组织。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种竹叶状退火组织的均匀化处理方法，包括以下步骤：
S1、阶梯加热：
第一阶段：将存在竹叶状退火组织的热作模具钢模块或锻材加热到650℃，加热速度为≤1℃/min，保温时间为120min；
第二阶段：将模块或锻材加热到850℃，加热速度为≤1.5℃/min，保温时间为120min；
第三阶段：将模块或锻材加热到1080℃~1100℃，加热速度为≤2℃/min，保温时间为Dmm×1~1.5min/mm，D为模块或锻材直径；
S2、将步骤S1阶梯加热后的模块或锻材吊入水温≤50℃的循环水水槽中，冷却8~15min后吊出水槽，然后空冷3~5分钟自回火；重复上述水冷与空冷操作两次，并且最后一次空冷后，当模块或锻材表面返温到200~250℃，将模块或锻材放入退火炉中退火；
S3、模块或锻材在退火炉中200℃均温1小时后，以≤0.5℃/min加热速度升温到600±10℃保温120min，然后以≤1.5℃/min速度升温800±10℃保温1080min，最后随炉冷却到300℃出炉空冷。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明可以有效改善热作模具钢模块、锻材产品出现的竹叶状不均匀退火组织，延长模具的使用寿命。
附图说明
图1为4Cr5Mo2V竹叶状退火后组织微观形貌图；
图2为1010℃淬火+600℃回火后组织微观形貌图；
图3为实施例一中4Cr5Mo2V退火后原始组织微观形貌图；
图4为4Cr5Mo2V均匀处理后退火组织微观形貌图；
图5为实施例二中4Cr5Mo2V1原始退火后组织微观形貌图；
图6为4Cr5Mo2V1均匀处理后退火组织微观形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示为现有技术中通过退火处理后的组织微观形貌图，图2为现有技术中通过1010℃淬火+600℃回火后组织微观形貌图，由上述两幅图可以看出，热处理后热作模具钢中仍保留竹叶状组织形态，具有较强的组织遗传性，这种组织对模具使用寿命有较大的影响。
实施例一
一种竹叶状退火组织的均匀化处理方法，包括以下步骤：
S1、阶梯加热：
第一阶段：本实施例一中采用的是4Cr5Mo2V钢，其坯料尺寸为高度380mm×宽度810 mm×长度3510mm的模块，如图3所示为退火后原始组织微观形貌图。将存在竹叶状退火组织的热作模具钢模块加热到650℃，加热速度为1℃/min，保温时间为120min；
第二阶段：将模块加热到850℃，加热速度为1.5℃/min，保温时间为120min；
第三阶段：将模块加热到1080℃~1100℃，加热速度为≤2℃/min，保温时间为156min；
S2、将步骤S1阶梯加热后的模块吊入水温≤50℃的循环水水槽中，冷却12min后吊出水槽，然后空冷5min自回火；重复上述水冷与空冷操作两次，并且最后一次空冷后，当模块或锻材表面返温到235℃，将模块放入退火炉中退火；
S3、模块或锻材在退火炉中200℃均温1小时后，以0.5℃/min加热速度升温到600℃保温120min，然后以1.5℃/min速度升温800℃保温1080min，最后随炉冷却到300℃出炉空冷。
经本实施例一均匀化处理后退火组织微观形貌图如图4所示，均匀化处理后的性能检测如下表。
Figure 732266DEST_PATH_IMAGE002
实施例二
一种竹叶状退火组织的均匀化处理方法，包括以下步骤：
S1、阶梯加热：
第一阶段：本实施例二中采用的是4Cr5Mo2V1钢，其坯料尺寸为直径φ380mm×长度4530mm的棒材，如图5所示为退火后原始组织微观形貌图。将存在竹叶状退火组织的热作模具钢棒材加热到650℃，加热速度为1℃/min，保温时间为120min；
第二阶段：将棒材加热到850℃，加热速度为1.5℃/min，保温时间为120min；
第三阶段：将棒材加热到1080℃，加热速度为2℃/min，保温时间为380min；
S2、将步骤S1阶梯加热后的棒材吊入水温≤50℃的循环水水槽中，冷却8min后吊出水槽，然后空冷3分钟自回火；重复上述水冷与空冷操作两次，并且最后一次空冷后，当棒材表面返温到200~250℃，将棒材放入退火炉中退火；
S3、棒材在退火炉中200℃均温1小时后，以0.5℃/min加热速度升温到600℃保温120min，然后以1.5℃/min速度升温800℃保温1080min，最后随炉冷却到300℃出炉空冷。
经本实施例二均匀化处理后退火组织微观形貌图如图6所示，均匀化处理后的性能检测如下表。
Figure 23307DEST_PATH_IMAGE004
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种竹叶状退火组织的均匀化处理方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、阶梯加热：
第一阶段：将存在竹叶状退火组织的热作模具钢模块或锻材加热到650℃，加热速度为≤1℃/min，保温时间为120min；
第二阶段：将模块或锻材加热到850℃，加热速度为≤1.5℃/min，保温时间为120min；
第三阶段：将模块或锻材加热到1080℃~1100℃，加热速度为≤2℃/min，保温时间为Dmm×1~1.5min/mm，D为模块或锻材直径；
S2、将步骤S1阶梯加热后的模块或锻材吊入水温≤50℃的循环水水槽中，冷却8~15min后吊出水槽，然后空冷3~5分钟自回火；重复上述水冷与空冷操作两次，并且最后一次空冷后，当模块或锻材表面返温到200~250℃，将模块或锻材放入退火炉中退火；
S3、模块或锻材在退火炉中200℃均温1小时后，以≤0.5℃/min加热速度升温到600±10℃保温120min，然后以≤1.5℃/min速度升温800±10℃保温1080min，最后随炉冷却到300℃出炉空冷。
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