CN1211494C - 一种用ld钢制造复杂异形粉末冶金模具的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用LD钢制造复杂异形粉末冶金模具的热处理工艺，特征是采取盐浴油淬、变温多次回火的工艺，具体步骤为：第一步，840℃～860℃预热，保温时间按0.20～0.50分钟/亳米计算；第二步，1110℃～1130℃淬火，保温时间按0.12～0.18分钟/毫米计算；第三步，550℃～570℃回火一次，保温时间120分钟；第四步，590℃～610℃回火两次，每次保温时间90分钟。该热处理工艺使模具在保持一定强度的同时获得了极高的韧性，有效地解决了复杂异形粉末冶金模具在使用过程中掉边、掉角和开裂等早期失效的问题，模具的寿命大大提高，经济效益显著。
Description
技术领域：本发明属于金属材料工艺领域，涉及一种用LD钢制造复杂异形粉末冶金模具的热处理工艺。
背景技术：作为一种节能的少无切削的制造技术，粉末冶金日益为人们所重视，并在汽车行业中得到越来越广泛的应用。粉末冶金在我国尚属一门新兴的工艺技术。在模具用材上还未形成一个专门的系列供人们选用，事实上，我国大部分粉末冶金制品厂出于对加工和使用水平的考虑，是以GCr15(上下压头、芯棒)、Cr12MoV(阴模)两种材料甚至GCr15一种作为模具的主要材料，在以往的简单的“筒筒、套套”为主的含油类零件的生产中基本满足了生产的需要。随着汽车工业的发展，粉末冶金零件的应用日益广泛，并向着高强度、高密度、高精度和形状复杂(三高一复杂)的方向发展，伴之而来的是模具的结构越来越复杂，模具多台阶、薄壁尖角和高负荷已经很普遍，服役条件日见苛刻，GCr15无论从强韧性还是从耐磨性方面都显示出了严重不足，用其所做的模具在使用过程中容易掉边、掉角、碎裂、拉毛和啃伤，常常造成模具的早期失效。目前用于产品成型的模具大部分为异形结构，需要线切割、电火花精加工，制造成本越来越高，因而模具的寿命对发挥粉末冶金优势的影响越来越大，可以看出，模具的寿命问题已经成为制约我国粉末冶金工业发展，参与世界竞争的重要因素之一。
LD钢(7Cr7Mo3V2Si)是一种新型冷作模具钢，冶金质量和工艺性能良好，强韧性高，调整热处理工艺可以得到不同的强度和韧性的配合，与我国新研制的其他冷作模具钢相比，LD钢因其在保持高强度、高耐磨性的同时兼有高的韧性而具有更大的应用前景，目前主要应用在冷镦、冷挤和冲压等模具中。
发明内容：本发明为了解决复杂异形粉末冶金模具在使用过程中掉边、掉角和开裂等早期失效的问题，提出了一种用LD钢制造复杂异形粉末冶金模具的热处理工艺，特征是采取盐浴油淬、变温多次回火的工艺，具体步骤为：第一步，840℃～860℃预热，保温时间按0.20～0.50分钟/毫米计算；第二步，1110℃～1130℃淬火，保温时间按0.12～0.18分钟/毫米计算；第三步，550℃～570℃回火一次，保温时间120分钟；第四步，590℃～610℃回火两次，每次保温时间90分钟。该热处理工艺使模具在保持一定强度的同时获得了极高的韧性，有效地解决了复杂异形粉末冶金模具在使用过程中掉边、掉角和开裂等早期失效的问题，模具的寿命大大提高，经济效益显著。
具体实施方式：将用LD钢制造的复杂异形粉末冶金模具采取盐浴油淬、变温多次回火的工艺，并按以下工艺步骤进行：第一步，840℃-860℃预热，保温时间按0.2.0～0.50分钟/毫米计算；第二步，1110℃～1130℃淬火，保温时间按0.12～0.18分钟/毫米计算；第三步，550℃～570℃回火一次，保温时间120分钟；第四步，590℃～610℃回火两次，每次保温时间90分钟。上述工艺的关键在于温度值的选择和控制：一是淬火温度，在1110℃～1130℃淬火，奥氏体晶粒细小、均匀，合金碳化物溶解较多，回火时析出的弥散碳化物能够起到强化作用；低于此温度范围回火，合金碳化物溶解较少，钢中过多的脆性相会引起冲击韧性的降低；高于此温度范围回火，晶粒长大较明显，对韧性的提高也不利；其中最佳淬火温度值为1120℃。二是第一次回火温度，在550℃～570℃回火，部分马氏体已经分解，残余奥氏体转变成马氏体，马氏体中析出弥散的合金碳化物，出现弥散硬化现象，使钢的硬度大大提高；残余奥氏体在回火后的冷却过程中转变为马氏体，使硬度进一步提高，即所谓的二次硬化现象。三是后续变温回火的温度，在590℃～610℃回火两次，除少量回火马氏体保留原位向外，其余都已经溶解，析出碳化物较多并开始集聚，硬度和强度虽然有所下降，但是韧性迅速提高，并在610℃处出现峰值。
用LD钢制造的复杂异形粉末冶金模具，按此工艺处理后，能够保持一定的强度和硬度，最显著的特点是韧性极高，能满足服役条件苛刻的复杂异形粉末冶金模具的需要。
Claims (2)
1、一种用LD钢制造复杂异形粉末冶金模具的热处理工艺，其特征在于采取盐浴油淬、变温多次回火的工艺，具体步骤为：第一步，840℃～860℃预热，保温时间按0.20～0.50分钟/毫米计算；第二步，1100℃～1130℃淬火，保温时间按0.12～0.18分钟/毫米计算；第三步，550℃～570℃回火一次，保温时间120分钟；第四步，590℃～610℃回火两次，每次保温时间90分钟。
2、如权利要求1所述的用LD钢制造复杂异形粉末冶金模具的热处理工艺，其特征在于：所述淬火 温度为1120℃。
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