一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，所述大尺寸冷作模具鋼的化學(xué)成分及各成分的質(zhì)量配比為：碳0.15%?0.2%、硅0.3%?0.5%、錳1.1%?1.5%、鉻1.5%?2.4%、鈦0.05%?0.1%、鉬0.02%?0.04%，其余為鐵；所述大尺寸冷作模具鋼的熱處理工藝包括：a、鍛后等溫退火；b、淬火：將退火后的所述大尺寸冷作模具鋼再放入加熱爐內(nèi)，先升溫至550?600℃，保溫1?2h，繼續(xù)升溫至840?860℃，保溫2?3h，然后急速放入淬火液中并冷卻至淬火液溫度；c、回火。通過上述方式，本發(fā)明通過優(yōu)化其合金成分配比，能有效提高其耐磨性能、并改善其淬透性，同時通過嚴(yán)格控制熱處理過程中的溫度、升溫速度、保溫時間等工藝參數(shù)，提高其硬度、韌性及耐磨性能。
【專利說明】
一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及模具鋼熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]影響模具使用壽命的因素主要有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、成形及制造工藝、模具材料的選用、熱處理工藝及表面強(qiáng)化、潤滑劑使用維護(hù)等。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在模具失效的諸多因素中，由于模具用材和熱處理不當(dāng)引起的失效約占70%。
[0003]冷作模具鋼生產(chǎn)成本低，易于冷、熱加工，通過熱處理可以獲得較高的硬度。但大尺寸冷作模具鋼淬透性差，淬火變形大，耐磨性不高。因而其熱處理工藝復(fù)雜，且在淬火過程中容易產(chǎn)生淬火裂紋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，通過優(yōu)化其合金成分配比，能有效提高其耐磨性能、并改善其淬透性，同時通過嚴(yán)格控制熱處理過程中的溫度、升溫速度、保溫時間等工藝參數(shù)，提高其硬度、韌性及耐磨性能。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，所述大尺寸冷作模具鋼的化學(xué)成分及各成分的質(zhì)量配比為:碳0.15%-
0.2%、硅0.3%-0.5%、錳1.1%-1.5%、鉻I.5%-2.4%、鈦0.05%-0.1%、鉬0.02%-0.04%，其余為鐵，
所述大尺寸冷作模具鋼的熱處理工藝包括:
a、鍛后等溫退火:將所述大尺寸冷作模具鋼放入加熱爐內(nèi)，加熱爐升溫至850-880°C，保溫2-4h，然后爐冷至720-750°C，再保溫3_4h，最后爐冷到450°C以下出爐空冷；
b、淬火:將退火后的所述大尺寸冷作模具鋼再放入加熱爐內(nèi)，先升溫至550-600°C，保溫l-2h，繼續(xù)升溫至840-860°C，保溫2-3h，然后急速放入淬火液中并冷卻至淬火液溫度；
C、回火:將淬火后的所述大尺寸冷作模具鋼放入回火爐內(nèi)，回火爐升溫至300-330°C，保溫1.5-2h，隨爐冷卻至室溫后出爐。
[0006]在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述淬火液的成分及質(zhì)量份數(shù)包括:氫氧化鉀30-35份、硝酸鈉15-20份、硝酸鉀5-10份、水40-45份。
[0007]在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述淬火液的溫度為60-80°C。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述加熱爐的升溫速度為100_120°C/h。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過優(yōu)化大尺寸冷作模具鋼的合金成分配比，有效提高了其耐磨性能、并改善了其淬透性，同時通過嚴(yán)格控制熱處理過程中的溫度、升溫速度、保溫時間等工藝參數(shù)，提高其硬度、韌性及耐磨性能。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例包括:
實(shí)施例一:
一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，所述大尺寸冷作模具鋼的化學(xué)成分及各成分的質(zhì)量配比為:碳0.15%、硅0.5%、錳1.2%、鉻2%、鈦0.05%、鉬0.02%、鐵96.08%，
所述大尺寸冷作模具鋼的熱處理工藝包括:
a、鍛后等溫退火:將所述大尺寸冷作模具鋼放入加熱爐內(nèi)，加熱爐升溫至850°C，保溫2h，然后爐冷至720°C，再保溫3h，最后爐冷到450°C以下出爐空冷；
b、淬火:將退火后的所述大尺寸冷作模具鋼再放入加熱爐內(nèi)，先升溫至550°C，保溫Ih，繼續(xù)升溫至840°C，保溫2h，然后急速放入淬火液中并冷卻至淬火液溫度；
C、回火:將淬火后的所述大尺寸冷作模具鋼放入回火爐內(nèi)，回火爐升溫至300°C，保溫1.5h，隨爐冷卻至室溫后出爐。
[0012]其中，所述淬火液的成分及質(zhì)量份數(shù)包括:氫氧化鉀30份、硝酸鈉20份、硝酸鉀10份、水40份。
[0013]所述淬火液的溫度為60°C。
[0014]所述加熱爐的升溫速度為100°C/h。
[0015]實(shí)施例二:
一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，所述大尺寸冷作模具鋼的化學(xué)成分及各成分的質(zhì)量配比為:碳0.16%、硅0.4%、錳1.5%、鉻2.4%、鈦0.05%、鉬0.02%、鐵95.47%，
所述大尺寸冷作模具鋼的熱處理工藝包括:
a、鍛后等溫退火:將所述大尺寸冷作模具鋼放入加熱爐內(nèi)，加熱爐升溫至860°C，保溫3h，然后爐冷至7400C，再保溫3.5h，最后爐冷到450°C以下出爐空冷；
b、淬火:將退火后的所述大尺寸冷作模具鋼再放入加熱爐內(nèi)，先升溫至560°C，保溫匕證，繼續(xù)升溫至850°C，保溫2.5h，然后急速放入淬火液中并冷卻至淬火液溫度；
C、回火:將淬火后的所述大尺寸冷作模具鋼放入回火爐內(nèi)，回火爐升溫至320°C，保溫
1.5h，隨爐冷卻至室溫后出爐。
[0016]其中，所述淬火液的成分及質(zhì)量份數(shù)包括:氫氧化鉀32份、硝酸鈉16份、硝酸鉀7份、水45份。
[0017]所述淬火液的溫度為70°C。
[0018]所述加熱爐的升溫速度為110°C/h。
[0019]實(shí)施例三:
一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，所述大尺寸冷作模具鋼的化學(xué)成分及各成分的質(zhì)量配比為:碳0.2%、硅0.3%、錳I.1%、鉻I.5%、鈦0.1%、鉬0.04%、鐵96.76%，
所述大尺寸冷作模具鋼的熱處理工藝包括:
a、鍛后等溫退火:將所述大尺寸冷作模具鋼放入加熱爐內(nèi)，加熱爐升溫至880°C，保溫4h，然后爐冷至7500C，再保溫4h，最后爐冷到450°C以下出爐空冷；
b、淬火:將退火后的所述大尺寸冷作模具鋼再放入加熱爐內(nèi)，先升溫至600V，保溫2h，繼續(xù)升溫至860°C，保溫3h，然后急速放入淬火液中并冷卻至淬火液溫度； C、回火:將淬火后的所述大尺寸冷作模具鋼放入回火爐內(nèi)，回火爐升溫至330°C，保溫2h，隨爐冷卻至室溫后出爐。
[0020]其中，所述淬火液的成分及質(zhì)量份數(shù)包括:氫氧化鉀35份、硝酸鈉15份、硝酸鉀5份、水45份。
[0021]所述淬火液的溫度為80°C。
[0022]所述加熱爐的升溫速度為120°C/h。
[0023]本發(fā)明揭示了一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，通過優(yōu)化大尺寸冷作模具鋼的合金成分配比，有效提高了其耐磨性能、并改善了其淬透性，同時通過嚴(yán)格控制熱處理過程中的溫度、升溫速度、保溫時間等工藝參數(shù)，提高其硬度、韌性及耐磨性能。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，其特征在于，所述大尺寸冷作模具鋼的化學(xué)成分及各成分的質(zhì)量配比為:碳0.15%-0.2%、硅0.3%-0.5%、錳I.1%_1.5%、鉻I.5%-2.4%、鈦 0.05%-0.1%、鉬0.02%-0.04%，其余為鐵， 所述大尺寸冷作模具鋼的熱處理工藝包括: a、鍛后等溫退火:將所述大尺寸冷作模具鋼放入加熱爐內(nèi)，加熱爐升溫至850-880°C，保溫2-4h，然后爐冷至720-750°C，再保溫3_4h，最后爐冷到450°C以下出爐空冷； b、淬火:將退火后的所述大尺寸冷作模具鋼再放入加熱爐內(nèi)，先升溫至550-600°C，保溫l-2h，繼續(xù)升溫至840-860°C，保溫2-3h，然后急速放入淬火液中并冷卻至淬火液溫度； c、回火:將淬火后的所述大尺寸冷作模具鋼放入回火爐內(nèi)，回火爐升溫至300-330V，保溫1.5-2h，隨爐冷卻至室溫后出爐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，所述淬火液的成分及質(zhì)量份數(shù)包括:氫氧化鉀30-35份、硝酸鈉15-20份、硝酸鉀5-10份、水40-45份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，所述淬火液的溫度為60-80。。。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸冷作模具鋼及其熱處理工藝，所述加熱爐的升溫速度為 100-120 cC/h O
【文檔編號】C21D1/18GK105839011SQ201610214716
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】陳加兵
【申請人】太倉市滬太熱處理廠