一種熱作模具的熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種熱作模具的熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的飛速發(fā)展，模具產(chǎn)業(yè)和模具鋼生產(chǎn)企業(yè)都取得了 長(zhǎng)足的進(jìn)步，同時(shí)，熱加工行業(yè)對(duì)模具鋼的性能提出了更高的要求。模具需要進(jìn)行熱處理以 增強(qiáng)其力學(xué)性能。傳統(tǒng)的模具熱處理工藝，可避免淬火開(kāi)裂，且獲得以馬氏體為主的組織狀 態(tài)和較高的強(qiáng)度性能。然而，由于熱作模具鋼的合金元素含量低、淬透性一般，模具鋼的心 部區(qū)域在油冷淬火時(shí)將不可避免的產(chǎn)生上貝氏體組織，模具鋼尺寸越大，上貝氏體組織所 占的區(qū)域就越大。導(dǎo)致材料的使用性能顯著降低，惡化模具鋼的沖擊韌性，對(duì)模具的使用安 全性存在威脅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種熱作模具的熱處理工藝，以解決上述【背景技術(shù)】中提出 的問(wèn)題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0005] -種熱作模具的熱處理工藝，步驟如下：
[0006] 1)初步預(yù)熱：將模具置于熱處理爐中，以120-200°C/h的升溫速率加熱至 560-600°C，保溫 1-2 小時(shí)；
[0007] 2)加熱處理：將模具以80-100°C/h的升溫速率加熱至模具鋼的奧氏體化溫度，向 加熱爐內(nèi)通入甲醇?xì)怏w進(jìn)行保護(hù)，保溫處理2-3小時(shí)；
[0008] 3) -次氣淬：將經(jīng)過(guò)步驟2)處理后的模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具 工作面的中心部位表面溫度達(dá)600~650°C;
[0009] 4) 一次回火：將模具送入590-620°C的回火爐中，保溫1-2小時(shí)；
[0010] 5)二次氣淬：將模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)430~480°C;
[0011] 6)二次回火：將模具送入390-410°C的回火爐中，保溫1-2小時(shí)；
[0012] 7)油淬處理：將模具送入油淬爐內(nèi)進(jìn)行油淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)200~230°C;
[0013] 8)三次回火：將油淬處理后的模具送入190-220°C回火爐中，保溫5-6小時(shí)，以增 加韌性；
[0014] 9)自然冷卻：將模具自然冷卻至室溫。
[0015] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟2)中模具鋼的奧氏體化溫度為780_900°C。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、該熱作模具的熱處理工藝分段升溫，使 整個(gè)模具溫度均勻，有效的降低熱應(yīng)力和變形；2、該熱作模具的熱處理工藝采用不同溫度 不同冷卻介質(zhì)的分階段淬火工藝，保障了熱作模具鋼的組織性能；3、該熱作模具的熱處理 工藝在淬火后不直接冷卻到室溫，而是經(jīng)過(guò)第三次回火后，才自然冷卻至室溫，有效地降低 模具淬火的開(kāi)裂傾向。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本專(zhuān)利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0018] 實(shí)施例1
[0019] -種熱作模具的熱處理工藝，步驟如下：
[0020] 1)初步預(yù)熱：將模具置于熱處理爐中，以130°C/h的升溫速率加熱至570°C，保溫 2小時(shí)；
[0021] 2)加熱處理：將模具以80°C/h的升溫速率加熱至800°C，向加熱爐內(nèi)通入甲醇?xì)?體進(jìn)行保護(hù)，保溫處理2小時(shí)；
[0022] 3) -次氣淬：將經(jīng)過(guò)步驟2)處理后的模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具 工作面的中心部位表面溫度達(dá)610°C;
[0023] 4) 一次回火：將模具送入600°C的回火爐中，保溫1小時(shí)；
[0024] 5)二次氣淬：將模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)450°C;
[0025] 6)二次回火：將模具送入390°C的回火爐中，保溫1小時(shí)；
[0026] 7)油淬處理：將模具送入油淬爐內(nèi)進(jìn)行油淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)210°C;
[0027] 8)三次回火：將油淬處理后的模具送入200°C回火爐中，保溫5小時(shí)，以增加韌 性；
[0028] 9)自然冷卻：將模具自然冷卻至室溫。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] -種熱作模具的熱處理工藝，步驟如下：
[0031] 1)初步預(yù)熱：將模具置于熱處理爐中，以180°C/h的升溫速率加熱至590°C，保溫 2小時(shí)；
[0032] 2)加熱處理：將模具以100°C/h的升溫速率加熱至870°C，向加熱爐內(nèi)通入甲醇 氣體進(jìn)行保護(hù)，保溫處理2. 5小時(shí)；
[0033] 3) -次氣淬：將經(jīng)過(guò)步驟2)處理后的模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具 工作面的中心部位表面溫度達(dá)640°C;
[0034] 4) 一次回火：將模具送入610°C的回火爐中，保溫2小時(shí)；
[0035] 5)二次氣淬：將模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)470°C;
[0036] 6)二次回火：將模具送入410°C的回火爐中，保溫2小時(shí)；
[0037] 7)油淬處理：將模具送入油淬爐內(nèi)進(jìn)行油淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)220°C;
[0038] 8)三次回火：將油淬處理后的模具送入210°C回火爐中，保溫6小時(shí)，以增加韌 性；
[0039] 9)自然冷卻：將模具自然冷卻至室溫。
[0040] 實(shí)施例3
[0041] -種熱作模具的熱處理工藝，步驟如下：
[0042] 1)初步預(yù)熱：將模具置于熱處理爐中，以150°C/h的升溫速率加熱至580°C，保溫 1. 5小時(shí)；
[0043] 2)加熱處理：將模具以90°C/h的升溫速率加熱至850°C，向加熱爐內(nèi)通入甲醇?xì)?體進(jìn)行保護(hù)，保溫處理2. 5小時(shí)；
[0044] 3)-次氣淬：將經(jīng)過(guò)步驟2)處理后的模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具 工作面的中心部位表面溫度達(dá)630°C;
[0045] 4) 一次回火：將模具送入600°C的回火爐中，保溫1. 5小時(shí)；
[0046] 5)二次氣淬：將模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)450°C;
[0047] 6)二次回火：將模具送入400°C的回火爐中，保溫1. 5小時(shí)；
[0048] 7)油淬處理：將模具送入油淬爐內(nèi)進(jìn)行油淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)220°C;
[0049] 8)三次回火：將油淬處理后的模具送入210°C回火爐中，保溫5. 5小時(shí)，以增加韌 性；
[0050] 9)自然冷卻：將模具自然冷卻至室溫。
[0051] 實(shí)施例4
[0052] -種熱作模具的熱處理工藝，步驟如下：
[0053] 1)初步預(yù)熱：將模具置于熱處理爐中，以140°C/h的升溫速率加熱至590°C，保溫 2小時(shí)；
[0054] 2)加熱處理：將模具以80°C/h的升溫速率加熱至820°C，向加熱爐內(nèi)通入甲醇?xì)?體進(jìn)行保護(hù)，保溫處理2小時(shí)；
[0055]3)-次氣淬：將經(jīng)過(guò)步驟2)處理后的模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具 工作面的中心部位表面溫度達(dá)640°C;
[0056]4) 一次回火：將模具送入590°C的回火爐中，保溫2小時(shí)；
[0057] 5)二次氣淬：將模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)440°C;
[0058]6)二次回火：將模具送入390°C的回火爐中，保溫1小時(shí)；
[0059]7)油淬處理：將模具送入油淬爐內(nèi)進(jìn)行油淬處理，直至模具工作面的中心部位表 面溫度達(dá)230°C;
[0060] 8)三次回火：將油淬處理后的模具送入220°C回火爐中，保溫6小時(shí)，以增加韌 性；
[0061] 9)自然冷卻：將模具自然冷卻至室溫。
[0062] 對(duì)比試驗(yàn)
[0063] 表1為按傳統(tǒng)工藝處理熱作模具鋼后的力學(xué)性能數(shù)據(jù)及按實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí) 施例3和實(shí)施例4的方法處理后的力學(xué)性能數(shù)據(jù)，表2為按傳統(tǒng)工藝處理熱作模具鋼后的 力學(xué)性能數(shù)據(jù)及按實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4的方法處理后的熱疲勞性能。
[0064] 表1在鋼材硬度為HRC47-48條件下力學(xué)性能對(duì)照表
[0065]
[0066] 與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明將模具的抗拉強(qiáng)度平均提高了 3. 88%，沖擊功平均提高 了 6. 64%。
[0067] 表2在鋼材硬度為HRC47-48條件下熱疲勞性能對(duì)照表（循環(huán)1000次）
[0068]
[0069] 注：級(jí)別按照Uddeholm標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定。
[0070]與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明將模具的熱疲勞性能得到一定程度的降低。
[0071] 所述熱作模具的熱處理工藝分段升溫，使整個(gè)模具溫度均勻，有效的降低熱應(yīng)力 和變形；所述熱作模具的熱處理工藝采用不同溫度不同冷卻介質(zhì)的分階段淬火工藝，保障 了熱作模具鋼的組織性能；所述熱作模具的熱處理工藝在淬火后不直接冷卻到室溫，而是 經(jīng)過(guò)第三次回火后，才自然冷卻至室溫，有效地降低模具淬火的開(kāi)裂傾向。
[0072] 上面對(duì)本專(zhuān)利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本專(zhuān)利并不限于上述實(shí)施方 式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專(zhuān)利宗旨的前提下 作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熱作模具的熱處理工藝，其特征在于，步驟如下： 1) 初步預(yù)熱：將模具置于熱處理爐中，以120-200°C /h的升溫速率加熱至560-600°C， 保溫1-2小時(shí)； 2) 加熱處理：將模具以80-100°C /h的升溫速率加熱至模具鋼的奧氏體化溫度，向加熱 爐內(nèi)通入甲醇?xì)怏w進(jìn)行保護(hù)，保溫處理2-3小時(shí)； 3) -次氣淬：將經(jīng)過(guò)步驟2)處理后的模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具工作 面的中心部位表面溫度達(dá)600~650°C ; 4) 一次回火：將模具送入590-620°C的回火爐中，保溫1-2小時(shí)； 5) 二次氣淬：將模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理，直至模具工作面的中心部位表面溫 度達(dá)430~480 °C ; 6) 二次回火：將模具送入390-410°C的回火爐中，保溫1-2小時(shí)； 7) 油淬處理：將模具送入油淬爐內(nèi)進(jìn)行油淬處理，直至模具工作面的中心部位表面溫 度達(dá)200~230 °C ; 8) 三次回火：將油淬處理后的模具送入190-220°C回火爐中，保溫5-6小時(shí)，以增加韌 性； 9) 自然冷卻：將模具自然冷卻至室溫。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱作模具的熱處理工藝，其特征在于，步驟2)中模具鋼的奧 氏體化溫度為780-900 °C。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種熱作模具的熱處理工藝，步驟如下：1)初步預(yù)熱：將模具置于熱處理爐中，加熱至560-600℃，保溫1-2小時(shí)；2)加熱處理：將模具加熱至模具鋼的奧氏體化溫度，向加熱爐內(nèi)通入甲醇?xì)怏w進(jìn)行保護(hù)，保溫處理2-3小時(shí)；3)一次氣淬：將模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理；4)一次回火：將模具送入590-620℃的回火爐中，保溫1-2小時(shí)；5)二次氣淬：將模具送入氣淬爐內(nèi)進(jìn)行氣淬處理；6)二次回火：將模具送入390-410℃的回火爐中，保溫1-2小時(shí)；7)油淬處理：將模具送入油淬爐內(nèi)進(jìn)行油淬處理；8)三次回火：將模具送入190-220℃回火爐中，保溫5-6小時(shí)，以增加韌性；9)自然冷卻至室溫；該工藝分段升溫，使整個(gè)模具溫度均勻，有效的降低熱應(yīng)力和變形。
【IPC分類(lèi)】C21D9/00, C21D1/19
【公開(kāi)號(hào)】CN105112634
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510613268
【發(fā)明人】顧逸蓉, 顧宗華, 孫建達(dá), 顧逸君
【申請(qǐng)人】寧波興波機(jī)械有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日