車身模具鑄造鑲塊熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱處理方法，具體涉及一種車身模具鑄造鑲塊熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車覆蓋件模具有體積大、型面復(fù)雜，加工精度要求高、使用壽命長的特點(diǎn)。而覆蓋件模具承受的載荷極不均勻，模具局部地區(qū)的破壞往往會造成整幅模具的失效。為了提高模具中局部載荷集中區(qū)的使用壽命以延長整幅模具的壽命，在汽車覆蓋件成形模具結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常在載荷集中區(qū)或結(jié)構(gòu)復(fù)雜區(qū)域安裝具有更高力學(xué)性能并可以方便更換的鑲塊。
[0003]早期鑲塊采用合金鑄鐵或耐磨鑄鐵材料，然而強(qiáng)韌性不夠，隨后發(fā)展為采用冷作模具鋼或合金工具鋼鍛造鑲塊。現(xiàn)有鑲塊多采用自由鑄造工藝方法制作，與傳統(tǒng)鍛造法相比，鑄造鑲塊可以采用精密鑄造方法成形，后續(xù)只需少量切削加工，能大量節(jié)約鋼材和機(jī)械加工成本，因此鑄造鑲塊具有較為廣泛的應(yīng)用前景。
[0004]盡管鑄造鑲塊在工藝性和經(jīng)濟(jì)性上具備一些優(yōu)點(diǎn)，但它也有其缺點(diǎn)，鑄造鑲塊多為Crl2系列高碳合金鋼，為萊氏體鋼，鑄態(tài)時存在魚骨狀共晶碳化物，這種碳化物隨著鋼錠凝固速度和錠形尺寸增大而加劇。而且鑄鋼的晶粒粗大，偏析嚴(yán)重，鑄造內(nèi)應(yīng)力大及易形成魏氏組織，使鑲塊的塑性和韌性顯著下降。
[0005]因此，我們迫切需要一種車身模具鑄造鑲塊的方法，以提高鑲塊的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種車身模具鑄造鑲塊熱處理方法，以消除或減輕鑄鋼組織中的缺陷，提高鑲塊的機(jī)械性能，從而提高車身模具中局部載荷集中區(qū)的使用壽命而延長整幅模具的壽命。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種車身模具鑄造鑲塊熱處理方法，包括如下步驟:
步驟一、等溫球化退火
將鑲塊在熱處理爐中加熱至850~870°C，保溫3h后緩冷到720~750°C，保溫3h，爐冷至500°C后在空氣中自然冷卻至室溫；
步驟二、中溫淬火
將步驟一中冷卻至室溫的鑲塊在熱處理爐中加熱至800~850°C，保溫30min后升溫至1000~1040°C，保溫 20min 后油淬；
步驟三、低溫回火
將步驟二中油淬后的鑲塊在熱處理爐中加熱至150~200°C，保溫2h后在空氣中自然冷卻至室溫，完成鑲塊的熱處理。
[0008]更進(jìn)一步的方案是:步驟一中的鑲塊為冷作模具鋼Crl2MoV，且該鑲塊為采用精密鑄造工藝方法成形的鑲塊，以提高鑲塊的硬度、耐磨性和韌性的機(jī)械性能。
[0009]更進(jìn)一步的方案是:在熱處理爐中加熱速度均小于80°C /h，爐冷的冷卻速度均小于30°C /h，以提高鑲塊的硬度、耐磨性和韌性的機(jī)械性能。
[0010]更進(jìn)一步的方案是:步驟二中的油淬采用普通淬火油，使用油溫50~80°C，以提高鑲塊的硬度、耐磨性和韌性的機(jī)械性能。
[0011]更進(jìn)一步的方案是:所述熱處理爐為井式熱處理爐，以方便、準(zhǔn)確的控制溫度，確保鑲塊的硬度、耐磨性和韌性的機(jī)械性能。
[0012]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明通過將鑲塊進(jìn)行等溫球化退火、中溫淬火和低溫回火工藝改善鑲塊的鑄態(tài)組織，提高組織穩(wěn)定性，提高鑲塊的硬度、耐磨性和韌性等機(jī)械性能，使鑄造鑲塊的性能達(dá)到或接近鍛鋼件的性能；采用該熱處理的鑲塊后，能提高模具中局部載荷集中區(qū)的使用壽命從而延長整幅模具的壽命；在提高鑲塊性能的同時，節(jié)約了原材料，提高了加工效率。
【附圖說明】
[0013]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1是鑲塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]如圖1所示，在汽車覆蓋件的載荷集中區(qū)或結(jié)構(gòu)復(fù)雜區(qū)域安裝有鑲塊，圖中，鑲塊下部帶弧度的變?yōu)闆_壓工作面的刃口，中間有一條三角形加強(qiáng)筋。為了消除或減輕現(xiàn)有鑲塊鑄鋼組織中的缺陷，提高模具中局部載荷集中區(qū)的使用壽命以延長整幅模具的壽命，需要將鑲塊進(jìn)行熱處理。
[0016]實(shí)施例1
一種車身模具鑄造鑲塊熱處理方法，包括如下步驟:
步驟一、等溫球化退火
采用冷作模具鋼Crl2MoV作為鑲塊原材料，將鑲塊原材料經(jīng)精密鑄造工藝方法制成鑲塊，將鑲塊在井式熱處理爐中加熱至870°C，保溫3h后隨爐緩冷到740°C，保溫3h，隨爐緩冷到500°C后出爐，在空氣中自然冷卻至室溫；
步驟二、中溫淬火
將步驟一中冷卻至室溫的鑲塊在井式熱處理爐中加熱至840°C，保溫30min后升溫至1040°C，保溫20min后使用油溫為50~80°C的普通淬火油進(jìn)行油淬，特別是采用60°C的普通淬火油進(jìn)行油淬，效果最佳；
步驟三、低溫回火
將步驟二中油淬后的鑲塊在井式熱處理爐中加熱至200°C，保溫2h后在空氣中自然冷卻至室溫，完成鑲塊的熱處理。
[0017]本發(fā)明中，在井式熱處理爐中加熱速度均小于80°C /h,隨爐緩冷的冷卻速度均小于30°C/h。所述井式熱處理爐的型號為SG2-5-12，額定功率5KW，額定溫度為1200°C。本發(fā)明采用熱電偶測量溫度，采用型號為KSW-6D-16的溫度控制儀控制井式熱處理爐的升溫與降溫。所述室溫為25 °C。
[0018]通過上述方法制得的車身模具鑄造鑲塊的硬度為62HRC，抗壓強(qiáng)度為5100Mpa，抗彎強(qiáng)度為5100Mpa。
[0019]實(shí)施例2
與實(shí)施例1所不同的是:步驟一中，將鑲塊在熱處理爐中加熱至860°C，保溫3h后緩冷到750°C，保溫3h，隨爐緩冷到500°C后出爐空冷至室溫；
步驟二中，將步驟一中空冷至室溫的鑲塊在熱處理爐中加熱至840°C，保溫30min后升溫至 1000。。；
步驟三中，將步驟二中油淬后的鑲塊在熱處理爐中加熱至180°C。
[0020]通過上述方法制得的車身模具鑄造鑲塊的硬度為61HRC，抗壓強(qiáng)度為5050Mpa，抗彎強(qiáng)度為5040Mpa。
[0021]實(shí)施例3
與實(shí)施例1所不同的是:步驟一中，將鑲塊在熱處理爐中加熱至850°C，保溫3h后緩冷到720°C，保溫3h，隨爐緩冷到500°C后出爐空冷至室溫；
步驟二中，將步驟一中空冷至室溫的鑲塊在熱處理爐中加熱至800°C，保溫30min后升溫至 1030 °C ；
步驟三中，將步驟二中油淬后的鑲塊在熱處理爐中加熱至170 °C。
[0022]通過上述方法制得的車身模具鑄造鑲塊的硬度為60HRC，抗壓強(qiáng)度為5070Mpa，抗彎強(qiáng)度為5080Mpa。
[0023]本發(fā)明有助于細(xì)化組織，提高鑲塊的硬度、耐磨性和韌性，提高組織穩(wěn)定性，能夠使車身模具鑄造鑲塊獲得良好的機(jī)械性能。
[0024]本發(fā)明所述的【具體實(shí)施方式】并不構(gòu)成對本申請范圍的限制，凡是在本發(fā)明構(gòu)思的精神和原則之內(nèi)，本領(lǐng)域的專業(yè)人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進(jìn)等均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車身模具鑄造鑲塊熱處理方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟一、等溫球化退火 將鑲塊在熱處理爐中加熱至850~870°C，保溫3h后緩冷到720~750°C，保溫3h，爐冷至500 °C后空冷至室溫； 步驟二、中溫淬火 將步驟一中冷卻至室溫的鑲塊在熱處理爐中加熱至800~850°C，保溫30min后升溫至1000~1040°C，保溫 20min 后油淬； 步驟三、低溫回火 將步驟二中油淬后的鑲塊在熱處理爐中加熱至150~200°C，保溫2h后空冷至室溫，完成鑲塊的熱處理。2.如權(quán)利要求1所述的車身模具鑄造鑲塊熱處理方法，其特征在于:步驟一中的鑲塊為冷作模具鋼Crl2MoV，且該鑲塊為采用精密鑄造工藝方法成形的鑲塊。3.如權(quán)利要求1所述的車身模具鑄造鑲塊熱處理方法，其特征在于:在熱處理爐中加熱速度均小于80°C /h，爐冷的冷卻速度均小于30°C /h。4.如權(quán)利要求1所述的車身模具鑄造鑲塊熱處理方法，其特征在于:步驟二中的油淬采用普通淬火油。5.如權(quán)利要求1所述的車身模具鑄造鑲塊熱處理方法，其特征在于:所述熱處理爐為井式熱處理爐。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車身模具鑄造鑲塊熱處理方法，它先將鑲塊在熱處理爐中加熱至850~870℃，保溫3h后緩冷到720~750℃，保溫3h，爐冷至500℃后在空氣中自然冷卻至室溫；再將鑲塊在熱處理爐中加熱至800~850℃，保溫30min后升溫至1000~1040℃，保溫20min后油淬；最后將鑲塊在熱處理爐中加熱至150~200℃，保溫2h后在空氣中自然冷卻至室溫，完成鑲塊的熱處理。本發(fā)明改善鑲塊的鑄態(tài)組織，提高組織穩(wěn)定性，提高鑲塊的硬度、耐磨性和韌性等機(jī)械性能。
【IPC分類】C21D1/18, C21D9/00, C21D1/32
【公開號】CN105331789
【申請?zhí)枴緾N201510714097
【發(fā)明人】秦訓(xùn)鵬, 陳緒梁, 高愷, 朱振華, 馮佳偉, 陳浩冉, 張將, 金磊
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月29日