本发明涉及锻模的热处理工艺，具体涉及一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺。
背景技术：
模具是机械、冶金、电子、轻工、国防等部门的重要工艺设备，是保证高效率生产、搞产品质量和降低生产成本的重要手段。
5CrNiMo热锻模具钢作为一种最常用的普通热锻模具钢，在长期使用中因为价格低、塑性好等的特点，被锤锻模、摩擦压力机模等广泛应用；由于现有的常规热处理方式处理的5CrNiMo热锻模存在高温易变形、寿命短的缺点，存在被价格高、性能好的4Cr2MoVNi、3Cr3Mo3Vni等优质热锻模具材料所代替的趋势，然而，由于4Cr2MoVNi、3Cr3Mo3Vni等优质材料的价格昂贵、热处理需要高温炉、真空炉等高端设备，造价较高，对批量小、设备落后的现象又不适应。因此，急需一种新的5CrNiMo热处理工艺，来解决其寿命短的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺，解决了背景技术中常规热处理模具寿命短的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：提供一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺，所述热处理工艺包括如下工艺步骤：
S101：常规热处理：将粗车处理后的模具进行常规热处理；
S102：精车加工：将粗车热处理后的模具进行精车加工，获取精车成品模具；
S103：预热：将所述精车成品模具加热至350-370℃，保温1小时；
S104：盐浴：将预热后的模具加热至520-500℃，保温2-3小时，然后将模具放入熔融盐中进行盐浴，盐浴时间为1.5-3小时；
S105：回火：将所述盐浴后的模具用60-80℃的水清洗，然后将清洗后的模具放入回火炉，随炉降温至350-370℃保温1-2小时后，再降温至180-200℃保温1-2小时，然后出炉空冷至室温
优选的，所述步骤S101中，常规热处理包括：
S1011：预热：将粗车处理后的模具加热至580-600℃，保温3-4小时；
S1012：升温：将所述预热处理过的模具继续升温至850-870℃；
S1013：淬火：将所述升温处理后的模具在850-870℃下保温6-7小时后预冷至770-790℃，然后油冷至180-190℃出油；
S1014：回火：将所述淬火处理后的模具升温至260-280℃，保温4-5小时，然后继续升温至460-480℃，保温6-7小时，再降温至200℃以下出炉；
S1015：冷却：将所述回火处理后的模具空冷至室温。优选的，所述步骤S104中，熔融盐为在580℃条件下融化后保存10小时的基盐和再生盐的混合物。
优选的，所述步骤S104中，盐浴的再生盐浓度为34%-36%，盐浴过程中的浓度控制方法包括：
当盐浴的液面低于初始液面时，补充基盐，使液面到达初始液面；
每8小时检测一次再生盐浓度，当在生盐的浓度低于使用标准时，按照（标准浓度值-化验浓度值）*坩埚中的盐浴总重量/100来计算加入的再生盐的量，或者每100kg基盐加1kg再生盐。
优选的，所述浓度控制方法还包括：
若8小时后液面仍未降低，则捞渣，捞渣后观察液面并检测再生盐浓度以补充基盐和/或再生盐。
优选的，所述步骤S105之后还包括步骤：
S106：清洗：将所述回火后的模具进行清洗，并检查硬度。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提供一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺，在常规热处理的基础上，对5CrNiMo热锻模具钢进行盐浴，使其完成碳氮硫共渗，盐浴1h，渗层厚可达到0.1mm，盐浴2h，渗层厚可达到0.2mm，提高了模具表面硬度，相对于气体渗氮的热处理方式，提高了模具表面硬度，使其不易变形，且寿命提高了60%以上。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺的方法流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
图1为本发明提供的一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺的工艺方法流程图，以下实施例中，均以图1所述的方法流程为基础。
实施例1
本实施例提供一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺，所述热处理工艺包括如下工艺步骤：
S1011：预热：将粗车处理后的模具加热至600℃，保温4小时；
S1012：升温：将所述预热处理过的模具继续升温至860℃；
S1013：淬火：将所述升温处理后的模具在860℃下保温6小时后预冷至780℃，然后油冷至180℃；
S1014：回火：将所述淬火处理后的模具升温至280℃，保温4小时，然后继续升温至480℃，保温6小时，再降温至180℃；
S1015：冷却：将所述回火处理后的模具空冷至60℃；
S102：精车加工：将上述冷却处理后的模具进行精车加工，获取精车成品模具；
S103：预热：将所述精车成品模具加热至350℃，保温1小时；
S104：盐浴：将预热后的模具加热至520℃，保温2小时，然后将模具放入不锈钢坩埚中盐浴1.5小时，所述不锈钢坩埚中有在580℃条件下融化并保持10小时的基盐和再生盐的混合物，再生盐的浓度为34%，且所述熔融盐的液面高度高于模具的工件深度；沿盐浴过程中，当盐浴的液面低于初始液面时，则补充基盐，使液面到达初始液面；且每过8小时检测一次再生盐的浓度，当氮化盐的浓度低于34%时，按照（34%-化验浓度值）*坩埚中的盐浴总重量/100计算加入再生盐；所述坩埚中盐浴总重量是指化验时的基盐和再生盐的总重量，比如当化验浓度为32%，坩埚中盐浴总重量为100kg时，要加入的再生盐的量为（34-32）*100/100=2kg；若盐浴8小时后液面仍未降低，则进行捞渣，捞渣后观察液面并检测再生盐浓度，按照上述方法补充基盐或者再生盐，或者同时补充。
S105：回火：将所述盐浴后的模具用60℃的水清洗，然后将清洗后的模具放入回火炉，随炉降温至350℃保温1小时后，再降温至180℃保温1小时，然后出炉空冷至室温；
S106：清洗：将所述回火后的模具进行清洗，并检查硬度。
实施例2
本实施例提供一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺，所述热处理工艺包括如下工艺步骤：
S1011：预热：将粗车处理后的模具加热至600℃，保温4小时；
S1012：升温：将所述预热处理过的模具继续升温至860℃；
S1013：淬火：将所述升温处理后的模具在860℃下保温6小时后预冷至780℃，然后油冷至180℃；
S1014：回火：将所述淬火处理后的模具升温至280℃，保温4小时，然后继续升温至480℃，保温6小时，再降温至200℃出炉；
S1015：冷却：将所述回火处理后的模具空冷至室温；
S102：精车加工：将上述冷却处理后的模具进行精车加工，获取精车成品模具；
S103：预热：将所述精车成品模具加热至370℃，保温1小时；
S104：盐浴：将预热后的模具加热至500-520℃，保温3小时，然后将模具放入不锈钢坩埚中盐浴3小时，所述不锈钢坩埚中有在580℃条件下融化并保持10小时的基盐和再生盐的混合物，其再生盐浓度为36%，且所述熔融盐的液面高度高于模具的工件深度；盐浴过程中，当盐浴的液面低于初始液面时，则补充基盐，使液面到达初始液面；且每过8小时检测一次氮化盐的浓度，当氮化盐的浓度低于36%时，按照（36%-化验浓度值）*坩埚中的盐浴总重量/100计算加入再生盐，所述坩埚中盐浴总重量是指化验时的基盐和再生盐的总重量；比如当化验浓度为33%，坩埚中盐浴总重量为100kg时，要加入的再生盐的量为（36-33）*100/100=3kg；若盐浴8小时后液面仍未降低，则进行捞渣，捞渣后观察液面并检测再生盐浓度，按照上述方法补充基盐或者再生盐，或者同时补充。
S105：回火：将所述盐浴后的模具用80℃的水清洗，然后将清洗后的模具放入回火炉，随炉降温至370℃保温2小时后，再降温至200℃保温2小时，然后出炉空冷至室温；
S106：清洗：将所述回火后的模具进行清洗，并检查硬度。
实施例3
本实施例提供一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺，所述热处理工艺包括如下工艺步骤：
S1011：预热：将粗车处理后的模具加热至600℃，保温4小时；
S1012：升温：将所述预热处理过的模具继续升温至870℃；
S1013：淬火：将所述升温处理后的模具在870℃下保温7小时后预冷至770℃，然后油冷至180℃；
S1014：回火：将所述淬火处理后的模具升温至280℃，保温4小时，然后继续升温至480℃，保温6小时，再降温至200℃出炉；
S1015：冷却：将所述回火处理后的模具空冷至室温；
S102：精车加工：将上述冷却处理后的模具进行精车加工，获取精车成品模具；
S103：预热：将所述精车成品模具加热至360℃，保温1小时；
S104：盐浴：将预热后的模具加热至580℃，保温180min，然后将模具放入不锈钢坩埚中盐浴2小时，所述不锈钢坩埚中有在580℃条件下融化并保持10小时的基盐和再生盐的混合物，其再生盐浓度为35%，且所述熔融盐的液面高度高于模具的工件深度；盐浴过程中，当盐浴的液面低于初始液面时，则补充基盐，使液面到达初始液面；且每过8小时检测一次氮化盐的浓度，当氮化盐的浓度低于35%时，按照（35%-化验浓度值）*坩埚中的盐浴总重量/100计算加入再生盐；比如当化验浓度为31%，坩埚中盐浴总重量为100kg时，要加入的再生盐的量为（35-31）*100/100=4kg；若盐浴8小时后液面仍未降低，则进行捞渣，捞渣后观察液面并检测再生盐浓度，按照上述方法补充基盐或者再生盐，或者同时补充。
S105：回火：将所述盐浴后的模具用80℃的水清洗，然后将清洗后的模具放入回火炉，随炉降温至360℃保温1小时后，再降温至200℃保温2小时，然后出炉空冷至100℃；
S106：清洗：将所述回火后的模具进行清洗，并检查硬度。
实施例4
本实施例提供一种5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺，所述热处理工艺包括如下工艺步骤：
S1011：预热：将粗车处理后的模具加热至580℃，保温3小时；
S1012：升温：将所述预热处理过的模具继续升温至850℃；
S1013：淬火：将所述升温处理后的模具在850℃下保温6小时后预冷至790℃，然后油冷至190℃出油利及回火；
S1014：回火：将所述淬火处理后的模具放炉中升温至260℃，保温5小时，然后继续升温至460℃，保温7小时，再降温至150℃出炉；
S1015：冷却：将所述回火处理后的模具空冷至室温
S102：精车加工：将上述冷却处理后的模具进行精车加工，获取精车成品模具；
S103：预热：将所述精车成品模具加热至360℃，保温1小时；
S104：盐浴：将预热后的模具加热至520℃，保温180min，然后将模具放入不锈钢坩埚中盐浴2小时，所述不锈钢坩埚中有在580℃条件下融化并保持10小时的基盐和再生盐的混合物，其再生盐浓度为35%，且所述熔融盐的液面高度高于模具的工件深度；盐浴过程中，当盐浴的液面低于初始液面时，则补充基盐，使液面到达初始液面；且每过8小时检测一次氮化盐的浓度，当氮化盐的浓度低于35%时，按照（35%-化验浓度值）*坩埚中的盐浴总重量/100计算加入再生盐；比如当化验浓度为33%，坩埚中盐浴总重量为100kg时，要加入的再生盐的量为（35-33）*100/100=2kg；若盐浴8小时后液面仍未降低，则进行捞渣，捞渣后观察液面并检测再生盐浓度，按照上述方法补充基盐或者再生盐，或者同时补充。
S105：回火：将所述盐浴后的模具用80℃的水清洗，然后将清洗后的模具放入回火炉，随炉降温至360℃保温1小时后，再降温至200℃保温2小时，然后出炉空冷至100℃；
S106：清洗：将所述回火后的模具进行清洗，并检查硬度。
将采用上述实施例1至实施例4所述的热处理方法处理过的模具与常规热处理方法处理过的模具（对照组）分别进行硬度检测，检测结果如下表所示：
表1：硬度检测对比表
将采用上述实施例1至实施例4所述的热处理方法处理过的模具分别制备试样进行金相组织观察，表面为灰白亮色合金混合组质和过度层，内为马氏体组质。采用本发明提供的5CrNiMo模具碳氮硫共渗热处理工艺处理过的5CrNiMo从动锥齿轮模具，硬度可达到HRC50，与常规热处理后的硬度为HRC40- HRC40相比，有明显提高，采用本发明的热处理工艺处理过的模具锻打2402N4-026被动锥齿轮1300件时模膛无变形，光亮如新，未经盐浴渗化的锻打700件就出现磨损，出现飞边和少量疲劳纹，使用本发明的工艺处理过的模具寿命提高了60%以上；盐浴过程中的渗层厚度：1小时盐浴可达到0.1mm，2小时0.2mm；本发明热处理工艺处理后的模具表面干净光滑、呈灰白色、用后光亮；内金相可达到：回火索氏体2.5级。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。