一種提高冷作模具使用壽命的熱處理方法與流程

本發(fā)明屬于金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高冷作模具使用壽命的熱處理方法。

背景技術(shù)：

在汽車后橋的制造中，需要大量的冷作模具，該類模具一般選用Cr12MoV材料。Cr12MoV屬于萊式鋼，這類鋼雖然具有較好的耐壓屈服強(qiáng)度、耐磨性和良好的淬透性，但由于鋼中存在大量的共晶碳化物，特別是大截面鋼材淬火后的未溶碳化物不均勻性嚴(yán)重，大大降低了材料的韌性，容易在使用過程中造成崩刃、折斷、開裂等早期失效，影響了模具的使用壽命。傳統(tǒng)使用球化退火作為Cr12MoV模具鋼淬火前的預(yù)處理，并針對淬火后的模具進(jìn)行反復(fù)鐓粗、拔長來改善Cr12MoV模具鋼淬火后的未溶碳化物的不均勻性。但經(jīng)過該方法處理后的組織結(jié)構(gòu)、形狀、大小基本保持原鍛件狀態(tài)，實(shí)際效果并不理想。

因此，冷作模具預(yù)處理技術(shù)還待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過一種熱處理技術(shù)來改善鋼中碳化物大小、分布、形狀，以期提高模具的使用壽命,從而提供及一種提高冷作模具使用壽命的熱處理方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種提高冷作模具使用壽命的熱處理方法，首先采用高溫固溶淬火及高溫回火的調(diào)質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理，最后在機(jī)加工成形后再經(jīng)過最終淬火處理。

進(jìn)一步，所述高溫固溶淬火及高溫回火的調(diào)質(zhì)預(yù)處理具體工藝流程為：將模具加熱至1130±10℃，保溫1.5±0.15h，進(jìn)行水冷，冷卻至200℃，回火至750±10℃，保溫3±0.3h，爐冷至50±2℃，再空冷至室溫；

機(jī)加工成形后進(jìn)行最終淬火，其熱處理流程為：加熱至1020±10℃，進(jìn)行油冷，當(dāng)冷卻至150±5℃時(shí)，回火至溫度為200±10℃，保溫3±0.3h，空冷至室溫，再回火至溫度為200±10℃，保溫3±0.3h，回火次數(shù)為2-3次。

Cr12型冷作模具鋼淬火前預(yù)處理傳統(tǒng)的做法為鍛后球化退火，本發(fā)明是以調(diào)質(zhì)替代球化退火作為淬火前的預(yù)處理。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于預(yù)熱處理后，模具可形成許多晶體缺陷和亞結(jié)構(gòu)，碳化物平均直徑為0.9μm、圓整且離散分布，且組織為索式體組織。機(jī)加工成形后最終淬火得到的組織為馬氏體+殘留奧氏體。其中預(yù)處理得到的索式體組織比容與機(jī)加工成形后最終淬火得到的馬氏體+奧氏體組織比容非常接近，減少了由于淬火前后組織比容差異而產(chǎn)生組織變形，從而提高模具淬火后的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1調(diào)質(zhì)預(yù)處理溫度—時(shí)間曲線圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1最終淬火溫度—時(shí)間曲線圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1高溫固溶淬火及高溫回火后的金相組織圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1機(jī)加工成形后最終淬火后的金相組織圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明通過下面的實(shí)施例可以對本發(fā)明作進(jìn)—步的描述，然而，本發(fā)明的范圍并不限于下述實(shí)施例。

實(shí)施例1：

一種提高模具使用壽命的熱處理技術(shù)已應(yīng)用于切邊模。切邊模采用高溫固溶淬火+高溫回火的調(diào)質(zhì)的預(yù)處理以及機(jī)加工成形后最終淬火處理。預(yù)處理使碳化物直徑小于1μm、形狀呈圓整、離散分布，并使其最后的組織比容與最終淬火后的組織比容接近，減少因淬火前后組織比容差異而產(chǎn)生組織變形，從而提高切邊模的使用壽命，該模具的使用壽命從12000h提升至48000h。

高溫固溶淬火+高溫回火的調(diào)質(zhì)預(yù)處理具體工藝流程為將切邊模加熱至1130±10℃，保溫1.5h—淬入沸水—回火至750±10℃，保溫3h—爐冷至50℃再空冷至室溫。其溫度—時(shí)間曲線如圖1所示。

高溫固溶淬火及高溫回火后得到的索式體組織如圖3所示。其中索式體組織中的碳化物直徑為0.9μm、形狀呈圓整、離散分布。

切邊模機(jī)加工成形后，最終淬火工藝流程為：將其加熱至1020±10℃—淬入油溫度降至150℃—回火2-3次，溫度為200℃，保溫3h。其溫度—時(shí)間曲線如圖2所示。

機(jī)加工成形后最終淬火后的金相組織圖如圖4，其中的金相組織圖為馬氏體+殘余奧氏體。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。