專利名稱：中合金鉻系熱作模具鋼熱處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)合金鋼的熱處理方法，尤其是指熱作模具鋼的熱處理方法。
模具鋼一般可分為熱作模具鋼和冷作模具鋼二大類。中合金鉻系熱作模具鋼是常見的一種熱作模具鋼，具有較好的耐熱性、抗熱疲勞性和抵抗液態(tài)鋁合金沖蝕性能，但硬度較高，機加工困難，因此，成品模具鋼必須進行退火處理，下降其硬度。徐進等四人編著的《特殊鋼叢書-模具鋼》(冶金工業(yè)出版社1998年10月出版，ISBN7-5024-2172-6)第240～242頁敘述的《中合金鉻系熱作模具鋼退火處理方法》是一種普遍使用的常規(guī)退火處理工藝首先將熱作模具鋼放入可控氣氛退火爐中，加熱至860℃～900℃后退火保溫，保溫時間為25mm/h；其次以小于或等于25℃/h的冷速冷至500℃；最后空冷至室溫。經常規(guī)退火處理后的中合金鉻系熱作模具鋼，雖然硬度可下降到207～229HB滿足機加工的要求，但存在明顯不足顯微組織較大，橫向和縱向的沖擊韌性差異較大，尤其是橫向心部的沖擊韌性值極差。
本發(fā)明的目的在于提供一種中合金鉻系熱作模具鋼細化組織的退火處理方法，它在保持熱作模具鋼退火硬度207～229HB的同時，可細化模具鋼的顯微組織，使模具鋼的橫向、縱向和心部、表面之間的沖擊韌性值方向性差異顯著降低并有所提高，提高了成品模具鋼的使用壽命高。
本發(fā)明敘述的一種中合金鉻系熱作橫具鋼熱處理方法，其特征在于第一將熱作模具鋼材料放入退火爐中，加熱至奧氏體化高溫(1000℃～1050℃)后退火保溫，保溫時間為30～40mm/h(mm是材料厚度)，使材料的組織完全奧氏體化；第二快速冷卻至300℃～370℃保溫，保溫時間為20～30mm/h，使材料的組織得到馬氏體或下貝氏體；第三進行等溫球化熱處理，以100℃/h的升溫速度將材料加熱至略高于AC1溫度(850℃～890℃)后保溫25～35mm/h，然后以小于或等于30℃/h的冷速冷卻至Ar1溫度附近(690℃～740℃)保溫10～15mm/h，再以小于或等于40℃/h的緩慢冷速冷卻至350℃出退火爐，使材料的組織轉變?yōu)橹楣怏w和碳化物平衡態(tài)組織；最后空冷至室溫，達到細化材料顯微組織的目的。
和現有技術相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點
1)熱處理后的成品模具鋼材料顯微組織明顯細化、均勻。
2)成品模具鋼各部位的沖擊韌性值大大提高、方向性差異縮小。
3)成品模具鋼的使用壽命高。
實施例某鋼鐵公司實施本發(fā)明對熱作模具鋼H13(4Cr5MoSiV1)材料進行退火熱處理第一將H13鋼材料放入退火爐中，加熱至高溫1000℃～1050℃后退火保溫，保溫時間為30mm/h；第二快速冷卻至330℃～370℃保溫，保溫時間為20mm/h；第三以100℃/h的升溫速度將材料加熱至860℃～890℃后保溫25mm/h，然后以小于或等于30℃/h的冷速冷卻至720℃～740℃保溫10～15mm/h，再以小于或等于40℃/h的緩慢冷速冷卻至350℃出退火爐；最后空冷至室溫。經本發(fā)明方法處理后的H13鋼材料，其橫向表面、橫向心部、縱向表面、縱向心部的沖擊韌性值分別達到420、320、430、390(J/cm2)，大大高于常規(guī)退火處理工藝后的沖擊韌性值，尤其是橫向心部的沖擊韌性值提高5～6倍；另外，依據北美壓鑄協會壓力鑄造模具用高級H13鋼的驗收標準NADCA#207評定的顯微組織達到B3級，比常規(guī)退火處理工藝獲得的B5級高出二個等級。
表1、表2分別是中合金鉻系熱作模具鋼H13(4Cr5MoSiV1)實施本發(fā)明(A方法)和常規(guī)退火處理工藝(B方法)后的沖擊韌性試驗數據(回火態(tài))和顯微組織試驗數據(北美壓鑄協會壓力鑄造模具用高級H13鋼的驗收標準NADCA#207評定)。
表1沖擊韌性值(J/cm2)
表2顯微組織
權利要求
1.一種中合金鉻系熱作模具鋼熱處理方法，其特征在于第一將熱作模具鋼材料放入退火爐中，加熱至奧氏體化高溫(1000℃～1050℃)后退火保溫30～40mm/h(mm是材料厚度)；第二快速冷卻至300℃～370℃保溫20～30mm/h；第三進行等溫球化熱處理；以100℃/h的升溫速度將材料加熱至略高于AC1溫度(850℃～890℃)后保溫25～35mm/h，然后以小于或等于30℃/h的冷速冷卻至Ar1溫度附近(690℃～740℃)保溫10～15mm/h，再以小于或等于40℃/h的緩慢冷速冷卻至350℃出退火爐；最后空冷至室溫。
全文摘要
一種用于冶金行業(yè)中合金鉻系熱作模具鋼的細化組織退火熱處理方法首先將材料加熱至奧氏體化溫度退火保溫后，快冷至330℃保溫，得到馬氏體或下貝氏體組織；其次進行等溫球化熱處理加熱材料至A
文檔編號C22C38/18GK1390959SQ0111341
公開日2003年1月15日 申請日期2001年6月11日 優(yōu)先權日2001年6月11日
發(fā)明者續(xù)維 申請人:寶鋼集團上海五鋼有限公司