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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁冶金,具体涉及一种提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法以及一种高韧性热作模具钢的制备方法。
技术介绍
1、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、耐热疲劳性、韧性和耐磨性。
2、热作模具钢的服役环境恶劣,在短时间内会经历温度交替,使得模具内外有较大的温度差,产生强大的应力,对韧性有很高的要求。而且随着模具钢尺寸的增大,铸锭中会有明显的成分偏析,组织均匀性降低,严重影响钢材韧性,进而影响模具的使用寿命。为了提高模具的使用寿命,必须提高热作模具钢的韧性。
3、h11(4cr5mosiv)、h13(4cr5mosiv1)钢具有良好的热强性、红硬性、较高的韧性和抗热疲劳性能及抗热裂能力,是一种强韧兼具的空冷硬化型热作模具钢,目前该钢种已成为国内外应用最广泛的热作模具钢种之一。该类钢中有较高的合金含量,在电渣重熔冷却凝固过程中容易发生偏析,生成大尺寸液析碳化物。为了细化液析碳化物,一般在球化退火前会进行高温扩散退火处理;高温扩散退火处理会导致奥氏体晶粒过于粗大。在扩散退火处理后对钢材进行锻造或轧制,但是锻造或轧制温度较高,奥氏体晶粒尺寸还是较大,为了细化晶粒,一般会在球化退火前进行超细化处理。
4、超细化处理是将钢锭加热到奥氏体化温度以上,随后快速冷却生成马氏体,利用马氏体板条切分奥氏体晶粒细化组织。但是为了抑制奥
5、鉴于此,如何提高热作模具钢韧性是本领域亟待解决的问题之一。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是针对上述现有技术存在的不足,提供一种提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法以及一种高韧性热作模具钢的制备方法。
2、为了实现上述目的,本专利技术采用了以下技术方案:
3、根据本专利技术的第一方面,提供了一种提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其包括以下步骤:
4、对锻造而成的成型坯料进行超细化处理,保温温度为1020~1080℃,保温时间为30~90min;
5、对经过超细化处理的成型坯料进行回火处理,回火温度为550~600℃,回火时间为1~2h;
6、对经过回火处理的成型坯料进行球化退火处理,获得成品钢材,球化退火处理温度为840~860℃,保温时间为1~3h。
7、根据本专利技术的一个实施例,在球化退火处理过程中,达到保温时间之后,采用分段冷却方式对成型坯料进行冷却,获得成品钢材。
8、根据本专利技术的一个实施例,分段冷却方式为:先以第一冷却速率将成型坯料冷却至740℃,然后保温4h;随后以第二冷却速率将成型坯料冷却至500℃;之后将成型坯料取出,空冷至室温,其中,第二冷却速率大于第一冷却速率。
9、根据本专利技术的一个实施例,第一冷却速率为15~25℃/h,第二冷却速率为26~35℃/h。
10、根据本专利技术的一个实施例,第一冷却速率为20℃/h,第二冷却速率为30℃/h。
11、根据本专利技术的一个实施例,锻造而成的成型坯料尺寸在500*500*1800mm以上。
12、根据本专利技术的第二方面,提供了一种高韧性热作模具钢的制备方法,其包括以下步骤:
13、按照热作模具钢的组分含量进行配料,在电炉中进行冶炼,并浇注电极棒;
14、对电极棒进行电渣重熔,得到钢锭;
15、对钢锭进行扩散退火、锻造开坯,得到钢坯;
16、对钢坯进行锻造,得到成型坯料;
17、采用根据本专利技术的第一方面所述的方法对成型坯料进行超细化热处理,获得成品钢材。
18、根据本专利技术的一个实施例,热作模具钢的组分含量为:按重量百分比计,c 0.33~0.43、si 0.80~1.20、mn 0.25~0.50、cr 4.75~5.50、ni≤0.25、cu≤0.30、v 0.30~0.60、mo 1.10~1.60,余量为fe和不可避免的杂质。
19、根据本专利技术的一个实施例,扩散退火温度为1280~1300℃,保温时间为5~6h。
20、根据本专利技术的一个实施例,锻造加热温度为1250~1280℃,终锻温度大于920℃。
21、采用上述技术方案,本专利技术具有以下有益效果:
22、本专利技术的方案中,通过对锻造而成的成型坯料依次进行超细化处理、回火处理和球化退火处理,并相应地控制各过程参数,能够有效控制奥氏体晶粒尺寸,同时使得碳化物弥散析出,可提高热作模具钢的强韧性,进而提高模具的使用寿命。
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1.一种提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,在球化退火处理过程中,达到保温时间之后,采用分段冷却方式对成型坯料进行冷却,获得成品钢材。
3.根据权利要求2所述的提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,分段冷却方式为:先以第一冷却速率将成型坯料冷却至740℃,然后保温4h;随后以第二冷却速率将成型坯料冷却至500℃;之后将成型坯料取出,空冷至室温,其中,第二冷却速率大于第一冷却速率。
4.根据权利要求3所述的提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,第一冷却速率为15~25℃/h,第二冷却速率为26~35℃/h。
5.根据权利要求3或4所述的提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,第一冷却速率为20℃/h,第二冷却速率为30℃/h。
6.根据权利要求1所述的提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,锻造而成的成型坯料尺寸在500*500*1800mm以上。
7.一种高韧性热
8.根据权利要求7所述的高韧性热作模具钢的制备方法,其特征在于,热作模具钢的组分含量为:按重量百分比计,C 0.33~0.43、Si 0.80~1.20、Mn 0.25~0.50、Cr 4.75~5.50、Ni≤0.25、Cu≤0.30、V 0.30~0.60、Mo 1.10~1.60,余量为Fe和不可避免的杂质。
9.根据权利要求7所述的高韧性热作模具钢的制备方法,其特征在于,扩散退火温度为1280~1300℃,保温时间为5~6h。
10.根据权利要求7所述的高韧性热作模具钢的制备方法,其特征在于,锻造加热温度为1250~1280℃,终锻温度大于920℃。
...【技术特征摘要】
1.一种提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,在球化退火处理过程中,达到保温时间之后,采用分段冷却方式对成型坯料进行冷却,获得成品钢材。
3.根据权利要求2所述的提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,分段冷却方式为:先以第一冷却速率将成型坯料冷却至740℃,然后保温4h;随后以第二冷却速率将成型坯料冷却至500℃;之后将成型坯料取出,空冷至室温,其中,第二冷却速率大于第一冷却速率。
4.根据权利要求3所述的提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,第一冷却速率为15~25℃/h,第二冷却速率为26~35℃/h。
5.根据权利要求3或4所述的提高热作模具钢韧性的超细化热处理方法,其特征在于,第一冷却速率为20℃/h,第二冷却速率为30℃/h。
【专利技术属性】
技术研发人员:崔小康,陈文雄,杜思敏,林发驹,
申请(专利权)人:成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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