模具的淬火方法技术

本发明专利技术提供一种模具的淬火方法，采用该模具的淬火方法，即使是在对具有复杂的表面形状的模具进行淬火或者进行冷却速度较快的淬火的情况下，也能够防止在淬火后产生裂缝。在该模具的淬火方法中将模具加热至奥氏体区域的淬火温度后对模具进行冷却，其中，在将模具加热至淬火温度的加热工序中，在模具的表面温度最低的部位（A）的温度（TA）经过相变点（Ac1）与相变点（Ac3）之间的温度区时使上述温度（TA）与模具的表面温度最高的部位（B）的温度（TB）之差在40℃以内，然后，对经过上述加热工序而被加热至奥氏体区域的淬火温度的模具进行冷却。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，采用该，即使是在对具有复杂的表面形状的模具进行淬火或者进行冷却速度较快的淬火的情况下，也能够防止在淬火后产生裂缝。在该中将模具加热至奥氏体区域的淬火温度后对模具进行冷却，其中，在将模具加热至淬火温度的加热工序中，在模具的表面温度最低的部位（A）的温度（TA）经过相变点（Ac1）与相变点（Ac3）之间的温度区时使上述温度（TA）与模具的表面温度最高的部位（B）的温度（TB）之差在40℃以内，然后，对经过上述加热工序而被加热至奥氏体区域的淬火温度的模具进行冷却。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
以往，对通过机械加工将钢原材料加工成规定的形状之后而得到的模具实施淬火回火的热处理，以调整模具在使用时的硬度、组织(严格地讲，在上述热处理之后还实施精加工)。淬火是指这样的处理:将模具加热至上述钢原材料所具有的奥氏体区域的淬火温度，然后对该模具进行冷却，从而将模具组织调整为马氏体、贝氏体等期望的组织。当对表面形状复杂的模具实施淬火时，有时会在模具表面的凹面角(拐角)部(参照图8)产生裂缝。该裂缝是因在淬火冷却过程中模具所产生的热应力、相变应力而导致的。即，由于模具的表面比模具的中心部冷却得快(冷却速度较快)，因此，首先，在冷却过程的前一阶段(在由JIS钢种的SKD61制造的、具有代表性的热加工模具的情况下为600°C~700°C附近)，温度低于中心部的温度的表面的热收缩程度较大，从而在表面作用有拉伸应力。接着，当临近冷却的后一阶段即相变点(在SKD61制造的模具的情况下为300°C附近)时，温度低于中心部的温度的表面先进行相变膨胀，而温度较高的中心部继续进行热收缩，从而在表面作用有压缩应力。但是，当中心部的温度较晚地达到相变点而开始进行相变膨胀时，表面的相变结束而转而进行热收缩，从而在表面再次作用有拉伸应力。并且，当作用有拉伸应力时，在模具表面的应力集中的上述凹面角部产生裂缝。作为用于防止上述裂缝的方法，有为了避免应力集中在上述凹面角部而将该凹面角部的圆角(曲率半径)加工得较大的方法。另外，作为其他方法，提出有将整个模具均匀地冷却到相变点附近的温度的方法，这是考虑到:由于相变后的组织的韧性较低，对于上述裂缝而言特别地相变时产生的膨胀差所带来的影响较大。具体地讲，提出有一种这样的方法:缓慢地冷却到相变温度区，或者在到达温度比相变温度区高的准稳定奥氏体区域附近(在SKD61制造的模具的情况下为400°C~500°C附近)时暂时中断冷却，而缩小模具的表面与模具的中心部之间的温度差(专利文献I~专利文献3)。专利文献1:日本特开2006 - 342377号公报专利文献2:日本特开2009 - 074155号公报专利文献3:日本特开平03 - 028318号公报上述方法均能够有效地防止在淬火时产生裂缝。但是，近年来，因为模具的表面形状变得更加复杂，还要降低热处理后的精加工费用，因此难以有效地将上述凹面角部的圆角加工得较大的模具也在增加。在这样的模具的情况下，有时即使减缓相变温度附近的冷却速度也会产生裂 缝。针对这些问题，采取了一种对策:开发一种即使进一步减缓冷却速度也能够生成马氏体组织(能够抑制生成贝氏体组织等)的、淬火性良好的钢原材料，从而能进一步减缓冷却速度，而减少产生较大的裂缝的情况。但是，在提高钢原材料的淬火性能方面存在限度，有时在经过淬火后的上述凹面角部仍然产生细微的裂缝。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，采用该，即使是在对具有复杂的表面形状的模具进行淬火或者进行冷却速度较快的淬火的情况下，也能够防止在淬火后产生裂缝。本专利技术人考虑到，为了从根本上对在淬火之后的能够确认到的裂缝进行抑制，需要了解产生裂缝的过程，因而对裂缝产生的时期等进行了研究。结果发现，在曾认为是在冷却过程中产生的裂缝中，实际上还包含因在冷却开始前就已经产生的裂纹继续扩大而产生的裂缝。于是，详细地对成为裂缝的起点的裂纹的产生时期进行了调查，结果发现，在加热至淬火温度的工序中产生了细微的裂纹。因而，只要能够抑制在上述加热时产生细微的裂纹，就能够有效地抑制在淬火时产生裂缝。因此，想到一种方法:通过在从加热至冷却的这一系列的淬火工序中，对该加热工序进行操作，从而能够抑制淬火后在上述凹面角部产生裂缝，而实现了本专利技术。 即，本专利技术是一种，在该淬火方法中，将模具加热至奥氏体区域的淬火温度后对模具进行冷却，其特征在于，在将模具加热至淬火温度的加热工序中，在模具的表面温度最低的部位A的温度Ta经过相变点Ac1与相变点Ac3之间的温度区时使上述温度Ta与模具的表面温度最高的部位B的温度Tb之差在40°C以内，然后，对经过上述加热工序而被加热至奥氏体区域的淬火温度的模具进行冷却。优选的是，的特征在于，在将上述模具加热至淬火温度的工序中，实施第I均热工序，该第I均热工序在上述温度Tb处于比相变点Ac1低且与相变点Ac1相差50°C以内的温度区时实施，在该第I均热工序中，对上述模具的温度进行保持，以使上述温度Ta与温度Tb之差在20°C以内。此外，优选的是，的特征在于，在将上述模具加热至淬火温度的工序中，实施第2均热工序，该第2均热工序在上述温度Tb处于相变点Ac1与相变点Ac3之间的温度区时实施，在该第2均热工序中，对上述模具的温度进行保持，以使上述温度Ta与温度Tb之差在20°C以内。此外，优选的是，上述的特征在于，在将上述模具加热至淬火温度的工序中，实施第I均热工序和第2均热工序，该第I均热工序在上述温度Tb处于比相变点Ac1低且与相变点Ac1相差50°C以内的温度区时实施，在该第I均热工序中，对上述模具的温度进行保持，以使上述温度Ta与温度Tb之差在20°C以内；该第2均热工序在上述温度Tb处于相变点Ac1与相变点Ac3之间的温度区时实施，在该第2均热工序中，对上述模具的温度进行保持，以使上述温度Ta与温度Tb之差在20°C以内。而且，更优选的是，在上述这些优选的中，还实施第3均热工序，该第3均热工序在上述温度Tb处于比相变点Ac3高且与相变点Ac3相差50°C以内的温度区时实施，在该第3均热工序中，对上述模具的温度进行保持，以使上述温度Ta与温度Tb之差在20°C以内。优选的是，在本专利技术的中，对于将上述模具加热至淬火温度的工序，上述温度Ta经过相变点Ac1与相变点Ac3之间的温度区时的升温速度为100°C /h以上。采用本专利技术，能够对以往为了抑制淬火后产生裂缝而需要的冷却条件的限制进行缓解，即使是以通常的比较快的淬火冷却速度冷却也能够抑制裂缝。其结果，即使在表面形状复杂的模具的情况下，也无需将表面的凹面角部的圆角加工得较大，或者也无需在此基础上进一步使冷却速度特别缓慢，就能够抑制在淬火后产生裂缝。【专利附图】【附图说明】图1是表示本专利技术的中的加热工序的加热模式的一例的示意图。图2是表示本专利技术的中的加热工序的加热模式的另一例的示意图。图3是实施例所使用的淬火用试样的三视图。图4是表示在通过实施例来进行评价的、本专利技术例的热处理模式N0.3中加热时部位A的温度Ta、部位B的温度Tb的变化的图表。图5是表示在通过实施例来进行评价的、比较例的热处理模式N0.7中加热时部位A的温度Ta、部位B的温度Tb的变化的图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西田纯一，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：