一种工模具钢的盐浴热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种工模具钢盐浴热处理方法，具体涉及一种工模具钢盐浴退火方法，可提高材料退火组织质量和性能，包括以下步骤：1)高温盐浴：将工模具钢置于840～920℃盐浴中保温，使工模具钢温度均匀；2)等温盐浴：将步骤1)高温盐浴后的工模具钢置于710～780℃盐浴中等温处理；3)空冷：将步骤2)等温盐浴后的工模具钢空冷至室温,得到组织均匀的工模具钢。采用本方法制备的工模具钢组织均匀，晶粒尺寸比较均一，具有良好的加工性能和使用性能。

【技术实现步骤摘要】
一种工模具钢的盐浴热处理方法
本专利技术涉及一种工模具钢的盐浴热处理方法，属于工模具钢盐浴退火方法领域。
技术介绍
工模具钢(高速钢和模具钢)因具有高硬度、高耐磨性等优点，主要用于制造铣刀、刨齿刀、车刀、麻花钻等复杂切削工具，以及冷作模具、热作模具、塑料模具等精密成型模具，是高端装备制造业的重要基础材料。随着工模具大型化和精密化，对工模具材料的质量提出了日益严格的要求。工模具钢在制备过程中，易存在冷却速度缓慢、不同部位冷却速度差异大等问题，导致工模具材料组织粗化及不均匀、晶粒尺寸不均一，这一问题对于大规格工模具钢产品尤为明显。工模具钢组织不均匀，直接导致工模具钢性能不均匀，冷/热加工性能下降，冲击韧性恶化。围绕工模具钢组织均匀性问题，现有改善手段主要包括：采用粉末冶金技术，利用雾化合金粉末和热等静压，提高材料组织致密性和均匀性；改变钢液凝固冷却速度或变质处理，影响铸锭结晶过程，改善碳化物分布；采用压力加工技术，利用流变应力破碎分离碳化物，同时利用动态回复再结晶，细化晶粒组织。上述手段多集中在与初生碳化物分布、尺寸相关的组织均匀性问题，而对于二次碳化物、晶粒均匀性等组织均匀问题则无能为力。二次碳化物、晶粒尺寸及均匀性与退火过程紧密有关。限于传热方式、传热速率等原因，现有真空退火、电退火等退火技术常存在冷却速率慢、冷却不均匀等问题，特别对大规格材尤为明显，对工模具材料性能产生严重影响。此外，与其他合金钢相比，工模具钢存在牌号多、成分复杂、批量小等特点，不同牌号材料成分差异大、临界相变温度差异明显，给常规退火工艺参数调控带来了很大挑战。在高品质工模具钢制备过程中，特别是制备大规格的工模具材料，如何提高退火组织及性能均匀性，一直是未能有效解决的重要技术问题。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于提供一种工模具钢的盐浴热处理方法，可提高工模具钢组织质量及晶粒均匀性，解决了工模具钢特别是大规格材退火组织不均匀、加工及使用性能不佳的问题，得到了高均匀性工模具钢盐。技术方案：本专利技术提供了一种工模具钢的盐浴热处理方法，该方法包括以下步骤：1)高温盐浴：将工模具钢置于840～920℃盐浴中保温，使工模具钢温度均匀；2)等温盐浴：将步骤1)高温盐浴后的工模具钢置于710～780℃盐浴中等温处理；3)空冷：将步骤2)等温盐浴后的工模具钢空冷至室温,得到组织均匀的工模具钢。其中：步骤1)和步骤2)所用盐浴中使用的熔盐为BaCl2、NaCl、KCl、CaCl2中的二元熔盐组合或多元熔盐组合。所述的二元熔盐组合中两种熔盐的质量比为1～3:1～3；所述的三元熔盐组合中三种熔盐的质量比为1～3:1～3:3～5；所述的四元熔盐组合中三种熔盐的质量比为1～3:1～3:2～4:2～4。步骤1)所述的盐浴中保温的时长为15min～3h。步骤2)所述的盐浴中等温处理的时长为2h～6h。所述的高温盐浴的温度每提高20～30℃或高温盐浴的时间每延长30～60min，则等温盐浴温度降低5～15℃且延长等温盐浴时间30～90min。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：1、本专利技术通过采用高温盐浴和等温盐浴组合，实现对退火温度及冷却速度的有效控制，克服了传统退火工艺冷速较慢、不均匀的问题；2、通过采用BaCl2+NaCl复合熔盐，控制其配比为1:1，有效提高其700～900℃温度范围内的导热性，改善了工模具钢加热、冷却过程的温度及组织均匀性；3、控制高温盐浴温度及时间，并据此调控等温盐浴温度及时间，实现高温盐浴-等温盐浴的联动调控，有效控制退火过程二次碳化物析出及铁素体晶粒的尺寸及均一性；4、本专利技术提供的盐浴处理方法，不仅解决了传统退火工艺存在加热氧化、冷速较慢且不均匀的问题，同时通过联动调控高温和等温盐浴温度及时间，有效调控退火组织均匀性，提高工模具钢组织及晶粒均匀性，改善工模具钢加工及使用性能，满足了高品质工模具材料特别是大规格产品的组织及质量要求。具体实施方式本专利技术涉及一种工模具钢的盐浴热处理方法，具体涉及一种工模具钢的盐浴退火方法，可提高材料退火组织质量和性能，该方法的主要改进点体现在：采用高温盐浴和等温盐浴复合处理，通过高温盐浴与等温盐浴联动调控，有效控制退火组织转变，保证了工模具钢组织质量。以下结合具体实施例对本专利技术的生产工艺进行详细说明。实施例1：一种对工模具钢的盐浴热处理方法，包括如下步骤：(1)将M42工模具钢置于NaCl+BaCl2二元熔盐(NaCl：BaCl2质量比为1:3)进行高温盐浴处理，盐浴温度840℃，加热时间2h；(2)快速将步骤(1)高温盐浴后的M42工模具钢置于CaCl2+NaCl二元熔盐(CaCl2:NaCl＝3:1)进行等温盐浴处理，盐浴温度为780℃，等温2h；(3)将步骤(2)等温盐浴后的M42工模具钢从盐浴取出，空冷至室温得到高组织均匀的M42工模具钢。实施例2：一种对工模具钢的盐浴热处理方法，包括如下步骤：(1)将M42工模具钢置于NaCl+KCl+BaCl2三元熔盐(NaCl:KCl:BaCl2质量比为2:3:5)进行高温盐浴处理，盐浴温度860℃，加热时间2h；(2)快速将步骤(1)高温盐浴后的M42工模具钢置于BaCl2+NaCl+KCl三元熔盐(BaCl2:NaCl:KCl质量比为2:2:4)进行等温盐浴处理，盐浴温度为775℃，等温2.5h；(3)将步骤(2)等温盐浴后的M42工模具钢从盐浴取出，空冷至室温得到高组织均匀的M42工模具钢。实施例3：一种对工模具钢的盐浴热处理方法，包括如下步骤：(1)将M42工模具钢置于BaCl2+NaCl二元熔盐(BaCl2:NaCl质量比为3:1)进行高温盐浴处理，盐浴温度840℃，加热时间3h；(2)快速将步骤(1)高温盐浴后的M42工模具钢置于CaCl2+NaCl二元熔盐(NaCl:CaCl2质量比为1:3)进行等温盐浴处理，盐浴温度为770℃，等温3h；(3)将步骤(2)等温盐浴后的M42工模具钢从盐浴取出，空冷至室温得到高组织均匀的M42工模具钢。实施例4：一种对工模具钢的盐浴热处理方法，包括如下步骤：(1)将M42工模具钢置于NaCl+KCl+BaCl2+CaCl2四元熔盐(NaCl:KCl:BaCl2:CaCl2质量比为2:2:3:3)进行高温盐浴处理，盐浴温度920℃，加热时间15min；(2)快速将步骤(1)高温盐浴后的M42工模具钢置于NaCl+KCl+BaCl2+CaCl2四元熔盐(NaCl:KCl:BaCl2:CaCl2质量比为2:2:3:3)进行等温盐浴处理，盐浴温度为750℃，等温4h；(3)将步骤(2)等温盐浴后的M42工模具钢从盐浴取出，空冷至室温得到高组织均匀的M42工模具钢。实施例5：一种对工模具钢的盐浴热处理方法，包括如下步骤：(1)将M42工模具钢置于NaCl+BaCl2+CaCl2+三元熔盐(NaCl:BaCl2:CaCl2质量比为2:3:5)进行高温盐浴处理，盐浴温度920℃，加热时间75min；(2)快速将步骤(1)高温盐浴后的M42工模具钢置于NaCl+KCl+BaCl2+CaCl2四元熔盐(NaCl:KCl:BaCl2:CaCl2质量比为2:2:3:3)进行等温盐浴处理，盐浴温度为735℃，等温5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工模具钢的盐浴热处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1）高温盐浴：将工模具钢置于840～920℃盐浴中保温，使工模具钢温度均匀；2）等温盐浴：将步骤1）高温盐浴后的工模具钢置于710～780℃盐浴中等温处理；3）空冷：将步骤2）等温盐浴后的工模具钢空冷至室温，得到组织均匀的工模具钢。

【技术特征摘要】
1.一种工模具钢的盐浴热处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1）高温盐浴：将工模具钢置于840～920℃盐浴中保温，使工模具钢温度均匀；2）等温盐浴：将步骤1）高温盐浴后的工模具钢置于710～780℃盐浴中等温处理；3）空冷：将步骤2）等温盐浴后的工模具钢空冷至室温，得到组织均匀的工模具钢。2.根据权利要求1所述的一种工模具钢的盐浴热处理方法，其特征在于：步骤1）和步骤2）所用盐浴中使用的熔盐为BaCl2、NaCl、KCl、CaCl2中的二元熔盐组合或多元熔盐组合。3.根据权利要求2所述的一种工模具钢的盐浴热处理方法，其特征在于：所述的二元熔盐组合中两种熔盐的质量比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪峰，郑志霞，方峰，蒋建清，朱小坤，
申请(专利权)人：东南大学，江苏天工工具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32