一种5CrNiMo热锻模的热处理方法与流程

文档序号:15984112发布日期:2018-11-17 00:41阅读:1811来源:国知局

本发明涉及材料的热处理工艺领域,具体为一种5crnimo热锻模的热处理方法。



背景技术:

在工业生产中,热锻模受力性质比较复杂,主要承受冲击力、压力和多项拉压应力,此外还承受反复的加热、冷却和激烈的摩擦作用。热锻模通常由于型腔磨损严重,型腔模壁断裂,表面热疲劳龟裂和燕尾开裂而失效。为此,热锻模不仅要具有高的强韧性,还需要有较高的高温强度、耐热疲劳和耐磨性能。热锻模中最常用的材料是5crnimo。由于5crnimo热锻模在工作环境中会承受巨大的冲击负荷,被反复加热和冷却过程中会引起不均匀的热应力和热应变,同时承受流动炽热金属与型腔表面的摩擦,因此其使用寿命较短,经常产生崩裂、塌陷、磨损、热疲劳等失效现象。研究表明,热处理不当是导致热锻模的韧性不足的主要原因。常规热处理的5crnimo钢的热稳定性及强度较低,不能满足大型压力机模具对性能的更高要求,使用中常因热磨损和热裂严重而失效。因此,为了提高锻模的断裂韧性和耐磨性,以延长模具的使用寿命,急需开发一种新的热处理工艺。针对上述情况,公开号为cn201410723688.6,cn201210264588.2,cn201010148982.0的专利申请都提出了针对不同模具钢的热处理方法,但是上述方法针对性较强,效果并不是很理想。



技术实现要素:

本发明针对现有技术中热锻模热处理效果不理想,模具使用寿命短的问题,提出了一种5crnimo热锻模的热处理方法,能够有效延长锻模的使用寿命。

为了实现上述目的,本发明提供了一种5crnimo热锻模的热处理方法,包括以下步骤:

(1)等温退火,将锻件毛坯置于箱式炉内,随炉加热,为了防止升温过快造成应力过大,升温速度应≤25℃/h,加热至750~800℃,保温130~150min,然后停电随炉冷却至680℃,再保温约4h,再次停电随炉冷却至500℃左右,出炉空冷。

(2)淬火,预先将电阻炉升温到650℃,并空炉保温30~50min,使炉内温度达到均匀,再将热锻模装于电阻炉内,随炉升温到850℃,保温380~500min,出炉在空气中预冷至780℃,浸入0~10%质量分数的盐水冷却,盐水温度为30~70℃,冷却时间t按公式t=v/s(min)计算,式中,v为模具体积,mm3;s为模具外表面面积,mm2,禁止热锻模空冷至室温再回火,否则易开裂。

(3)回火,将淬火后的锤锻模置于箱式炉中加热至490~600℃,保温50~150min后出炉,浸入油冷至150~200℃出油空冷,冷却到室温。

(4)盐浴,将回火后的锤锻模置于氮碳共渗温度为550~580℃下保温1.5~5h后,盐浴氰酸根cno-的含量保证在34~38%,在氧化温度为390~440℃保温20~30min。

本发明通过对5crnimo热锻模热处理工艺进行简单的调整,有效改善了5crnimo锻模的硬度、韧性及其耐磨性,避免模具产生崩裂、塌陷、磨损、热疲劳等失效现象,延长了锻模的使用寿命,提高了经济效益。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案,但不局限于以下实施例。

一种5crnimo热锻模的热处理方法,包括以下步骤:

(1)等温退火,将锻件毛坯置于箱式炉内,随炉加热,为了防止升温过快造成应力过大,升温速度为25℃/h,加热至780℃,保温140min,然后停电随炉冷却至680℃,再保温约4h,再次停电随炉冷却至500℃左右,出炉空冷,退火后硬度为200~240hbs。

(2)淬火,预先将电阻炉升温到650℃,并空炉保温40min,使炉内温度达到均匀,再将热锻模装于电阻炉内,随炉升温到850℃,保温400min,出炉在空气中预冷至780℃,浸入10%质量分数的盐水冷却,盐水温度为50℃,冷却时间t按公式t=v/s(min)计算,式中,v为模具体积,单位为mm3;s为模具外表面面积,单位为mm2,本实施例中v为10000mm3,本实施例中s为200mm2,所以油冷时间为50min,禁止热锻模空冷至室温再回火,否则易开裂。

(3)回火,将淬火后的锤锻模置于箱式炉中加热至500℃,保温100min后出炉油冷至180℃出油空冷,冷却到室温,回火后硬度为37~45hbs。

(4)盐浴,将回火后的锤锻模置于氮碳共渗温度为570℃下保温3h后,盐浴氰酸根cno-的含量为38%,在氧化温度为400℃保温25min。

本实施例通过对5crnimo热锻模热处理工艺进行简单的调整,有效改善了5crnimo热锻模的硬度、韧性及其耐磨性。

以上所述,仅为本发明的具体实施例,不能以其限定本发明实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本发明涵盖的范畴。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种5CrNiMo热锻模的热处理方法,包括以下步骤:等温退火、淬火、回火和盐浴。本发明通过对5CrNiMo热锻模进行热处理,有效改善了5CrNiMo热锻模的硬度、韧性及其耐磨性,延长了锻模的使用寿命。

技术研发人员:范俊锴;孙瑞佳;闫亮;李延锋;周洪亮
受保护的技术使用者:河南理工大学
技术研发日:2018.05.21
技术公布日:2018.11.16
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