马氏体系工具钢的淬火前处理方法和淬火处理方法技术

提供一种能够防止淬火后的金属组织中的混粒化，使韧性进一步提高的马氏体系工具钢的淬火前处理方法和淬火处理方法。本发明专利技术涉及马氏体系工具钢的淬火前处理方法，其包含如下阶段：（ａ）将马氏体系工具钢从室温加热至Ａ３相变点～“Ａ３相变点＋１５０℃”的温度范围，保持在该温度而使之发生奥氏体相变的阶段；（ｂ）接着所述阶段（ａ），将所述马氏体系工具钢冷却至“珠光体鼻部温度±１００℃”的温度范围，保持在该温度而使之发生珠光体相变的阶段。另外本发明专利技术涉及马氏体系工具钢的淬火处理方法，其是在实施了所述淬火前处理后，将被处理材加热至Ａ３相变点以上，保持在该温度，接着进行冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
作为使通过淬火而将金属组织调整为马氏体单相或"马氏体+贝氏 体"的二相组织的马氏体系的工具钢的韧性提高的热处理方法，调整淬火 时的冷却速度而成为期望的金属组织的提案大量被提出。例如，在来自本愿申请人的提案的特开平9-182948号公报(专利文 献l)中，作为为了改善韧性而使冷却工序多段的淬火方法，提出有加热 至淬火温度并保持(图2: (6)、 (7))，其后，在冷却工序中以不同的冷却 速度进行多段冷却(图2: (8A)、 (8B))的方法。另夕卜，本愿申请人在特 开平11-310821号公报(专利文献2)、特开平11-350034号公报(专利文 献3)中还提出，通过使冷却工序多段而改善韧性的淬火方法。专利文献l:特开平9-182948号公报专利文献2:特开平11-310821号公报专利文献3:特幵平11-350034号公报所述特开平9-182948号公报、特开平11-310821号公报、特开平 11-350034号公报所公开的淬火方法，说的是抑制在淬火的冷却过程中生 成的贝氏体组织的成长，从而使韧性提高。然而，本专利技术者研究时确认到的情况是，即使应用多段冷却，若观察 淬火后的结晶粒度，则部分的晶粒仍然异常粗大化，观察到总体上粗大的 粒和微细的粒相混杂的被称为混粒的金属组织。
技术实现思路
如此，本专利技术的目的在于，提供一种能够防止淬火后的金属组织中的混粒化，进一步使韧性提高的马氏体系工具钢的淬火前处理方法和淬火处 理方法。本专利技术者以通过淬火，将金属组织调整为马氏体单相或"马氏体+贝 氏体"的二相组织的马氏体系工具钢为对象，对于防止其混粒而进一步使 韧性提高的方法进行锐意研究。首先，对于历来进行的淬火时的冷却工序进行了各种研究，但更确实 地防止混粒存在困难。因此，尝试对于淬火前的加热曲线图进行各种研究 时发现，在淬火前采用特定的加热曲线图时，能够使淬火后的金属组织均 一且微细，从而达到本专利技术。如此，根据本专利技术的第一个观点，提供以下所示的马氏体系工具钢的 淬火前处理方法。是一种包含如下阶段的马氏体系工具钢的淬火前处理方法(a) 将马氏体系工具钢从室温加热至A3相变点 "A3相变点+150 °C"的温度范围，在该温度保持而使其奥氏体相变的阶段；(b) 接着所述阶段(a)，将所述马氏体系工具钢冷却至"珠光体鼻 部温度ilO(TC"的温度范围，在该温度保持而使其珠光体相变的阶段。根据该马氏体系工具钢的淬火前处理方法的这一实施方式，优选在所 述阶段(a)，从室温至奥氏体相变开始的温度的Al相变点的升温时间不 超过1小时。根据所述马氏体系工具钢的淬火前处理方法的另一实施方式，优选马 氏体系工具钢，以质量。/。计含有C: 0.10~2.0%、 Si: 2.0%以下、Mm 2.0% 以下、Cr: 1.0 15.0%、 Mo: 10.0%以下、以及从Ni: 4.0%以下、V: 4.0%以下、W: 20.0。/。以下和Co: 10.0%以下构成的群中选择的至少l种元素。根据所述马氏体系工具钢的淬火前处理方法的又一其他实施方式，优 选该淬火处理方法被应用于由马氏体系工具钢形成的金属模具。根据本专利技术的第二个观点，提供一种以下所示的马氏体系工具钢的淬 火处理方法。是一种马氏体系工具钢的淬火处理方法(a)将马氏体系工具钢从室温加热至A3相变点 "A3相变点+150 °C"的温度范围，在该温度保持使其奥氏体相变的阶段；(b) 接着所述阶段(a)，将所述马氏体系工具钢冷却至"珠光体鼻 部温度士10(TC"的温度范围，在该温度保持使其珠光体相变并冷却至室温 的阶段；(c) 将冷却的所述马氏体工具钢加热至A3相变点以上的温度，在该 温度保持后，实施淬火处理。根据本专利技术的第三个观点，提供以下所示的马氏体系工具钢的淬火处理方法。是一种包含如下阶段的马氏体系工具钢的淬火处理方法(a) 将马氏体系工具钢从室温加热至A3相变点~ "A3相变点+150 °C"的温度范围，在该温度保持使其奥氏体相变的阶段；(b) 接着所述阶段(a)，将所述马氏体系工具钢冷却至"珠光体鼻 部温度士10(TC"的温度范围，在该温度保持使其珠光体相变的阶段；(c) 接着所述阶段(b)，将所述马氏体系工具钢加热至A3相变点以 上的温度，在该保持保持后，实施淬火处理的阶段。在所述第一和第二观点之下，根据马氏体系工具钢的淬火处理方法的 一个实施方式，优选在所述阶段(a)，从室温至奥氏体相变开始的温度的 Al相变点的升温时间不超过1小时。在所述第一和第二观点之下，根据所述马氏体系工具钢的淬火处理方 法的另一实施方式，优选马氏体系工具钢，以质量Q/。计含有C: 0.10~2.0%、 Si: 2.0%以下、Mn: 2.0%以下、Cr: 1.0~15.0%、 Mo: 10.0%以下、以及 从Ni: 4.0%以下、V: 4.0%以下、W: 20.0%以下和Co: 10.0%以下构成的群中选择的至少1种元素。在所述第一和第二观点之下，根据所述马氏体系工具钢的淬火处理方 法的又一其他实施方式，优选该淬火处理方法被应用于由马氏体系工具钢 形成的金属模具。根据本专利技术的，能 够抑制因淬火造成的晶粒的粗大化和混粒化，能够赋予马氏体系工具钢以高韧性。此外，以结晶粒度编号计，还可以达到比6号更细的细粒，能够得到具有高韧性的马氏体系工具钢。应该了该方法的金属模具，能够抑制 大裂纹等的发生，与进行现有的淬火处理相比，会起到寿命提高这样的效果。附图说明图1A表示本专利技术的第一实施方式的热加热曲线图。图1B表示本专利技术的第二实施方式的热加热曲线图。图2表示基于现有法的加热曲线图的一例。图3表示本专利技术得到的回火材的金属显微镜照片。具体实施例方式本专利技术方法的最大的特征在于，在淬火前使马氏体系工具钢的金属组 织发生珠光体相变这一点。在现有的淬火方法中，淬火前的工具钢制被处理材会升温至Al相变 点以下的例如600 80(TC，以试图消除被处理材的表面与内部的温差，并 一度保持在该温度。接着，加热至A3相变点以上的适当的温度，以淬火 温度加以保持。其后，调整冷却速度进行冷却，以获得对提高韧性有效的 期望的金属组织。在该现有方法中，以淬火温度保持时的金属组织，因奥氏体的成长而 存在变为粗粒的情况。作为其原因被认为是，由于在淬火前被处理材工具 钢所实施的热加工和退火等的影响，造成淬火前的被处理材工具钢的金属 组织成为混粒。若在淬火温度下成为粗粒，则即使在冷却工程中调整冷却速度，不仅 "贝氏体+马氏体"组织仍容易变成混粒，而且也难以微细。另一方面，在本专利技术中，以淬火前使金属组织一下子发生珠光体相变 的处理为必须条件。就JISSKD61采用图1A、图1B的加热曲线图说明本 专利技术的具体的一例。图1A、图1B是本专利技术的代表性的加热曲线图的一例。图1A是至淬 火的前阶段的处理，接着得到淬火前的工具钢中间材的工序(图1A: (1)、 (2)、 (3)、 (4)、 (5))，是进行淬火(图1A: (6)、 (7)、 (8))的加热曲 线图。另外，图1B是在使之发生珠光体相变的工序(图1B: (5))之后， 经冷却工序(图1B: (9))，而得到发生了珠光体相变的淬火用的工具钢中间材时的代表性的加热曲线图的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马氏体系工具钢的淬火前处理方法，其中，包括如下阶段：　（ａ）将马氏体系工具钢从室温加热至Ａ３相变点～“Ａ３相变点＋１５０℃”的温度范围，在该温度保持使其奥氏体相变的阶段；　（ｂ）接着所述阶段（ａ），将所述马氏体系工具钢冷却至 “珠光体鼻部温度±１００℃”的温度范围，在该温度保持而使其珠光体相变的阶段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：江口弘孝，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]