模具钢热处理过程中的冷却方法、模具钢的热处理方法和模具钢技术

本发明专利技术提供了一种模具钢热处理过程中的冷却方法、模具钢的热处理方法和模具钢，该冷却方法采用水空交替冷却；第一次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(2.0～2.2)s/mm；第一次空冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.60～0.8)s/mm；第二次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(1.3～1.5)s/mm；第二次空冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.60～0.80)s/mm；第三次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.28～0.48)s/mm；第三次空冷时间为30～40min。本发明专利技术利用水的冷却能力强和空气冷却能力弱的特点，通过水与空气的多次强弱交替冷却，精确优化冷却控制时间，使钢锭的合金组织更细化，提高钢结构材料的强韧性。提高钢结构材料的强韧性。提高钢结构材料的强韧性。

【技术实现步骤摘要】
模具钢热处理过程中的冷却方法、模具钢的热处理方法和模具钢


[0001]本专利技术涉及钢材热加工领域，特别涉及一种模具钢热处理过程中的冷却方法，同时本专利技术还涉及一种模具钢的热处理方法及采用上述模具钢的热处理方法制得的模具钢。

技术介绍

[0002]模具是制造业不可缺少的基础工装，素有“工业之母”之称。我国是世界模具制造与消费第一大国，产值占全球三分之一，随着新能源汽车、5G通信、IT电子、3C家电等领域的快速发展，对高品质模具钢材料的需求更加突出。据不完全统计，我国模具钢总产量约为150万吨，其中，塑料模具钢占60
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70％，热作模具钢占20
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25％，冷作模具钢约占15％。
[0003]目前，我国模具钢制备方式主要为冶炼+锻造，锻材占60％以上，剩余为轧材。我国每年的净进口总量约10万吨。进口来源主要有日本大同、日立金属、德国葛利兹，瑞典ASSAB、美国芬可乐。进口模具钢的牌号包括日本SKD61、DC53、SKD11等，瑞典8407、DIEVAR等，德国1.2344、1.2379，美国牌号H13、D2等。进口模具钢的规格主要是大尺寸的锻制模块及大尺寸的模具扁钢。从下游行业情况来看，汽车行业消费模具钢约占市场总量的35％，电脑、手机、电子设备等电子通讯行业用模具钢约占市场的20％。
[0004]随着未来模具应用领域的不断扩大以及向高端发展，面对我国模具钢质量、性能稳定性差，品种、规格不全的现状，模具钢必然朝着多品种规格、高纯净度、高等向性、超细化组织、长寿命方向发展。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种模具钢热处理过程中的冷却方法，包括：该方法采用对钢锭入水冷却和空气冷却交替进行；第一次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(2.0～2.2)s/mm；第一次空冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.60～0.8)s/mm；第二次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(1.3～1.5)s/mm；第二次空冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.60～0.80)s/mm；第三次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.28～0.48)s/mm；第三次空冷时间为30～40min。
[0006]采用本专利技术的模具钢热处理过程中的冷却方法，采用水和空气为介质，利用水的冷却能力强和空气冷却能力弱的特点，通过水与空气的多次强弱交替冷却，精确优化冷却控制时间，使钢锭的合金组织更细化，提高钢结构材料的强韧性。
[0007]本专利技术还提出了一种模具钢的热处理方法，该方法包括：对钢锭按如下步骤依次进行处理：热锻轧，吹风冷却，加热，水空交替冷却，球化退火；其中，水空交替冷却采用上述的模具钢热处理过程中的冷却方法。
[0008]本专利技术的模具钢的热处理方法对钢锭进行热锻轧，使钢锭粗加工成型，然后吹风冷却，加快热锻轧加工后的快速冷却，细化晶粒，进而加热使钢锭奥氏体化，继续水空交替冷却，使钢锭的合金组织更细化，进而球化退火消除工件在水空交替冷却过程中的应力，重结晶细化组织晶粒。
[0009]进一步的，所述钢锭的热锻轧的最终温度为CCT曲线中二次碳化物析出温度以上。
[0010]进一步的，所述钢锭的吹风冷却后的温度为230
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250℃。
[0011]进一步的，所述加热的方法包括：将所述钢锭以90
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100℃/h的速率升温至600
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680℃，保温2
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3h；然后将所述钢锭以90
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100℃/h的速率升温至1030
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1050℃，保温2
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3h。
[0012]进一步的，所述球化退火的方法包括：将所述钢锭以90
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100℃/h的速率升温至600
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680℃，保温3.5
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4.5h；将所述钢锭以90
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100℃/h的速率升温至800
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900℃，保温8.5
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9.5h；将所述钢锭以≤30℃/h的速率降温至600
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680℃；将所述钢锭以90
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100℃/h的速率升温到700
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720℃，保温11
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13小时；将所述钢锭以≤20℃/h的速率降温到400℃以下，出炉。
[0013]本专利技术进一步提出了一种模具钢，所述模具钢由钢锭通过上述的模具钢的热处理方法制得。
[0014]本专利技术的模具钢通过采用上述热处理方法，可以使钢组织细化，提高钢结构材料的强韧性。
附图说明
[0015]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0016]图1为采用本专利技术实施例一的模具钢的热处理方法制备的模具钢的1/2D处放大500倍的金相图；
[0017]图2为采用本专利技术实施例二的模具钢的热处理方法制备的模具钢的1/2D处放大500倍的金相图；
[0018]图3为采用对比例一的模具钢的热处理方法制备的模具钢的1/2D处放大500倍的金相图。
具体实施方式
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规购买得到的。另外，除本实施例特别说明之外，本实施例中所涉及的各术语及工艺依照现有技术中的一般认知及常规方法进行理解即可。
[0021]一种模具钢热处理过程中的冷却方法，该方法采用对钢锭入水冷却和空气冷却交替进行；第一次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(2.0～2.2)s/mm；第一次空冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.60～0.8)s/mm；第二次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(1.3～1.5)s/mm；第二次空冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.60～0.80)s/mm；第三次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.28～0.48)s/mm；第三次空冷时间为30～40min。
[0022]采用本专利技术的模具钢热处理过程中的冷却方法，采用水和空气为介质，利用水的冷却能力强和空气冷却能力弱的特点，通过水与空气的多次强弱交替冷却，精确优化冷却控制时间，使组织转变过程中金相不在CCT曲线中的珠光体区域和贝氏体区域停留，不产生珠光体和贝氏体，使钢锭的组织更细化，提高钢结构材料的强韧性。在计算冷却时间时，最大有效厚度的选取根据钢锭形状而定，圆钢钢锭则可以采用圆钢的直径，扁钢钢锭则采用
扁钢的高度，单位为毫米。
[0023]本专利技术还提出了一种模具钢的热处理方法，该方法包括：对钢锭按如下步骤依次进行处理：热锻轧，吹风冷却，加热，水空交替冷却，球化退火；其中，水空交替冷却采用上述的模具钢热处理过程中的冷却方法。
[0024]本专利技术的模具钢的热处理方法对钢锭进行热锻轧，使钢锭粗加工成型，然后吹风冷却，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模具钢热处理过程中的冷却方法，其特征在于，包括：该方法采用对钢锭入水冷却和空气冷却交替进行；第一次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(2.0～2.2)s/mm；第一次空冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.60～0.8)s/mm；第二次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(1.3～1.5)s/mm；第二次空冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.60～0.80)s/mm；第三次水冷时间为钢锭最大有效厚度*(0.28～0.48)s/mm；第三次空冷时间为30～40min。2.一种模具钢的热处理方法，其特征在于，该方法包括：对钢锭按如下步骤依次进行处理：热锻轧，吹风冷却，加热，水空交替冷却，球化退火；其中，水空交替冷却采用权利要求1所述的模具钢热处理过程中的冷却方法。3.根据权利要求2所述的模具钢的热处理方法，其特征在于：所述钢锭的热锻轧的最终温度为CCT曲线中二次碳化物析出温度以上。4.根据权利要求2所述的模具钢的热处理方法，其特征在于：所述钢锭的吹风冷却后的温度为230
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250℃。5.根据权利要求2所述的模具钢的热处理方法，其特征在于：所述加热的方法包括：将所述钢锭以90
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100℃/h的速率升温至600
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680℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李栋，梁敬斌，尤晓东，贺笃鹏，
申请(专利权)人：河冶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：