一种用于热作模具钢的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于热作模具钢的热处理方法，具体涉及热作模具领域，包括S1)、退火，S2)、淬火，S3)、高温回火，S4)、渗碳，S5)、质检。本发明专利技术通过一阶二阶的预热升温处理，使其内热应力可以更加均匀的扩散，并在淬火后通过多阶冷却，使模具钢冷却更充分稳定，减少形变的产生，同时配合一次回火和二次回火，使其在较高温度下才能进行马氏体的分解和残余奥氏体的转变，使碳化物保持较大的弥散度，从而提高了模具钢后续使用过程中在满足中心硬度的前提下并具有回火软化的抗力及抗热疲劳性，且一次和二次的阶段回火，有效的避免了在500℃时因模具钢内铬系元素而产生二次硬化的现象，有利于保证其韧性，进而使其在高温挤压下导热更快。快。

【技术实现步骤摘要】
一种用于热作模具钢的热处理方法


[0001]本专利技术涉及热作模具
，更具体地说，本专利技术涉及一种用于热作模具钢的热处理方法。

技术介绍

[0002]热作模具钢是指适宜于制作对金属进行热变形加工的模具用的合金工具钢，如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等，由于热作模具长时间处于高温高压条件下工作，因此，要求模具材料具有高的强度、硬度及热稳定性，特别是应有高热强性、热疲劳性、韧性和耐磨性，热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺，在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。
[0003]在模具的制造过程中通常会采用热处理获得处理后的模具钢，使其具有一定的金属性能，但是对于部分热作的塑料模具来说，传统的模具钢使用过程中的耐磨性和抗热疲劳性能较差，导致其不能很好的满足塑料模具热挤压时的使用，为此提出一种用于热作模具钢的热处理方法。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种用于热作模具钢的热处理方法，本专利技术所要解决的技术问题是：提高模具钢的耐磨性和抗热疲劳性，使其更好的满足热作的塑料模具应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于热作模具钢的热处理方法，该热作模具钢以重量百分比计由下列组份组成：C0.250～0.30％，Mn1.50～1.70％，Si0.70～1.20％，W1.60～2.00％，Mo0.10～0.20％，V1.60～1.80％，Ni1.20～1.50％，Cr4.50～5.10％，Co0.2～0.6％，S≤0.010％，P≤0.03％，其余量为Fe；
[0006]所述热作模具钢的热处理方法包括以下步骤：
[0007]S1)、退火：
[0008]S11)、将工件加热到850℃～880℃，保温时间为2～4h；
[0009]S12)、空冷，使炉内温度降至500
±
10℃；
[0010]S2)、淬火：
[0011]S21)、一阶段预热：升温速率1℃～5℃/min，升温至550
±
10℃；
[0012]S22)、二阶段预热：升温速率5℃～12℃/min，升温至850
±
10℃；
[0013]S23)、高温冷却：步骤S22)中最终温度冷却至600℃，冷却速度为5℃～12℃/min；
[0014]中温冷却：从600℃冷却至450℃，冷却速度为5℃～8℃/min；
[0015]低温冷却：从450℃冷却至250℃，冷却速度为3℃～5℃/min；
[0016]S3)、高温回火：
[0017]S31)、一次回火：淬火后温度≤250℃后装炉，升温使其炉内温度保持在550℃～
650℃，保温时间为2～3h；
[0018]二次回火：温度≤650℃后装炉，升温使其炉内温度保持在520℃～620℃，保温时间为2～2.5h；
[0019]S32)、对步骤二次回火后的模具钢进行冷却；
[0020]S4)、渗碳：
[0021]S41)、将步骤S32)中降至室温的模具钢置于活性渗碳介质中并加热到900℃～950℃，保温30～40h；
[0022]S42)、表面淬火：通过双频淬火感应器对步骤S41)中的模具钢进行表面淬火；
[0023]S43)、低温回火：淬火后温度≤150℃后装炉，升温使其炉内温度保持在150℃～250℃，保温时间为2～3h；
[0024]S44)、然后取出模具钢冷区至室温，即完成热作模具钢的热处理；
[0025]S5)、质检。
[0026]在一个优选地实施方式中，所述步骤S23)中冷却方法为油冷、空冷、水冷中的任意一种。
[0027]在一个优选地实施方式中，所述步骤S32)中冷却方法为油冷，并使其冷却至室温。
[0028]在一个优选地实施方式中，所述热作模具钢内的碳含量在0.25～0.3％。
[0029]在一个优选地实施方式中，所述步骤S42)中双频淬火感应器的频率为200hz～300hz,感应线圈高度为70～120cm，淬火温度为1000℃～1250℃。
[0030]在一个优选地实施方式中，所述步骤S5)包括以下步骤：
[0031]S51)：通过厚度检测仪器对渗碳后的模具钢进行碳层的检测，碳层的厚度为≥0.9为合格；
[0032]S52)：通过硬度检验工具对模具钢表面的三个不同位置进行硬度检测取平均值。
[0033]在一个优选地实施方式中，所述步骤S5)还包括以下步骤：
[0034]S53)：通过二维金相试样磨面对模具钢进行金相检验；
[0035]S54)：步骤S51)、S52)和S53)中均合格的模具钢则为最终产品，而其中某一步骤或多种步骤均未合格则回流次品区等待回收。
[0036]本专利技术的技术效果和优点：
[0037]1、本专利技术通过一阶二阶的预热升温处理，使其内热应力可以更加均匀的扩散，并在淬火后通过多阶冷却，使模具钢冷却更充分稳定，减少形变的产生，同时配合一次回火和二次回火，使其在较高温度下才能进行马氏体的分解和残余奥氏体的转变，使碳化物保持较大的弥散度，从而提高了模具钢后续使用过程中在满足中心硬度的前提下并具有回火软化的抗力及抗热疲劳性，且一次和二次的阶段回火，有效的避免了在500℃时因模具钢内铬系元素而产生二次硬化的现象，有利于保证其韧性，进而使其在高温挤压下导热更快，综合力学性能得到进一步提升。
[0038]2、本专利技术通过对调质后的模具钢进行进一步的渗碳处理，使得渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，使得模具钢中心硬度增强的前提下表面仍具有很好的硬度和耐磨性，从而保证了模具钢在长时间热挤压下及型腔受热温度高环境下的稳定使用，使其不易发生开裂形变等情况。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术中的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]实施例1：
[0041]本专利技术提供了一种用于热作模具钢的热处理方法，该热作模具钢以重量百分比计由下列组份组成：C0.250～0.30％，Mn1.50～1.70％，Si0.70～1.20％，W1.60～2.00％，Mo0.10～0.20％，V1.60～1.80％，Ni1.20～1.50％，Cr4.50～5.10％，Co0.2～0.6％，S≤0.010％，P≤0.03％，其余量为Fe；
[0042]热作模具钢的热处理方法包括以下步骤；
[0043]S1)、退火：
[0044]S11)、将工件加热到850℃，保温时间为2～4h；
[0045]S12)、空冷，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热作模具钢的热处理方法，其特征在于：该热作模具钢以重量百分比计由下列组份组成：C0.250～0.30％，Mn1.50～1.70％，Si0.70～1.20％，W1.60～2.00％，Mo0.10～0.20％，V1.60～1.80％，Ni1.20～1.50％，Cr4.50～5.10％，Co0.2～0.6％，S≤0.010％，P≤0.03％，其余量为Fe；所述热作模具钢的热处理方法包括以下步骤：S1)、退火：S11)、将工件加热到850℃～880℃，保温时间为2～4h；S12)、空冷，使炉内温度降至500
±
10℃；S2)、淬火：S21)、一阶段预热：升温速率1℃～5℃/min，升温至550
±
10℃；S22)、二阶段预热：升温速率5℃～12℃/min，升温至850
±
10℃；S23)、高温冷却：步骤S22)中最终温度冷却至600℃，冷却速度为5℃～12℃/min；中温冷却：从600℃冷却至450℃，冷却速度为5℃～8℃/min；低温冷却：从450℃冷却至250℃，冷却速度为3℃～5℃/min；S3)、高温回火：S31)、一次回火：淬火后温度≤250℃后装炉，升温使其炉内温度保持在550℃～650℃，保温时间为2～3h；二次回火：温度≤650℃后装炉，升温使其炉内温度保持在520℃～620℃，保温时间为2～2.5h；S32)、对步骤二次回火后的模具钢进行冷却；S4)、渗碳：S41)、将步骤S32)中降至室温的模具钢置于活性渗碳介质中并加热到900℃～950℃，保温30～40h...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建华，许建松，
申请(专利权)人：上海亿舜模具科技有限公司，
类型：发明
国别省市：