一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，所述大尺寸冷作模具钢的化学成分及各成分的质量配比为：碳0.15%?0.2%、硅0.3%?0.5%、锰1.1%?1.5%、铬1.5%?2.4%、钛0.05%?0.1%、钼0.02%?0.04%，其余为铁；所述大尺寸冷作模具钢的热处理工艺包括：a、锻后等温退火；b、淬火：将退火后的所述大尺寸冷作模具钢再放入加热炉内，先升温至550?600℃，保温1?2h，继续升温至840?860℃，保温2?3h，然后急速放入淬火液中并冷却至淬火液温度；c、回火。通过上述方式，本发明通过优化其合金成分配比，能有效提高其耐磨性能、并改善其淬透性，同时通过严格控制热处理过程中的温度、升温速度、保温时间等工艺参数，提高其硬度、韧性及耐磨性能。
【专利说明】
一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺
技术领域
[0001]本发明涉及模具钢热处理技术领域，特别是涉及一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺。
【背景技术】
[0002]影响模具使用寿命的因素主要有设计结构、成形及制造工艺、模具材料的选用、热处理工艺及表面强化、润滑剂使用维护等。据调查统计，在模具失效的诸多因素中，由于模具用材和热处理不当引起的失效约占70%。
[0003]冷作模具钢生产成本低，易于冷、热加工，通过热处理可以获得较高的硬度。但大尺寸冷作模具钢淬透性差，淬火变形大，耐磨性不高。因而其热处理工艺复杂，且在淬火过程中容易产生淬火裂纹。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，通过优化其合金成分配比，能有效提高其耐磨性能、并改善其淬透性，同时通过严格控制热处理过程中的温度、升温速度、保温时间等工艺参数，提高其硬度、韧性及耐磨性能。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，所述大尺寸冷作模具钢的化学成分及各成分的质量配比为:碳0.15%-
0.2%、硅0.3%-0.5%、锰1.1%-1.5%、铬I.5%-2.4%、钛0.05%-0.1%、钼0.02%-0.04%，其余为铁，
所述大尺寸冷作模具钢的热处理工艺包括:
a、锻后等温退火:将所述大尺寸冷作模具钢放入加热炉内，加热炉升温至850-880°C，保温2-4h，然后炉冷至720-750°C，再保温3_4h，最后炉冷到450°C以下出炉空冷；
b、淬火:将退火后的所述大尺寸冷作模具钢再放入加热炉内，先升温至550-600°C，保温l-2h，继续升温至840-860°C，保温2-3h，然后急速放入淬火液中并冷却至淬火液温度；
C、回火:将淬火后的所述大尺寸冷作模具钢放入回火炉内，回火炉升温至300-330°C，保温1.5-2h，随炉冷却至室温后出炉。
[0006]在本发明一个较佳实施例中，所述淬火液的成分及质量份数包括:氢氧化钾30-35份、硝酸钠15-20份、硝酸钾5-10份、水40-45份。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，所述淬火液的温度为60-80°C。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述加热炉的升温速度为100_120°C/h。
[0009]本发明的有益效果是:本发明通过优化大尺寸冷作模具钢的合金成分配比，有效提高了其耐磨性能、并改善了其淬透性，同时通过严格控制热处理过程中的温度、升温速度、保温时间等工艺参数，提高其硬度、韧性及耐磨性能。
【具体实施方式】
[0010]下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0011]本发明实施例包括:
实施例一:
一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，所述大尺寸冷作模具钢的化学成分及各成分的质量配比为:碳0.15%、硅0.5%、锰1.2%、铬2%、钛0.05%、钼0.02%、铁96.08%，
所述大尺寸冷作模具钢的热处理工艺包括:
a、锻后等温退火:将所述大尺寸冷作模具钢放入加热炉内，加热炉升温至850°C，保温2h，然后炉冷至720°C，再保温3h，最后炉冷到450°C以下出炉空冷；
b、淬火:将退火后的所述大尺寸冷作模具钢再放入加热炉内，先升温至550°C，保温Ih，继续升温至840°C，保温2h，然后急速放入淬火液中并冷却至淬火液温度；
C、回火:将淬火后的所述大尺寸冷作模具钢放入回火炉内，回火炉升温至300°C，保温1.5h，随炉冷却至室温后出炉。
[0012]其中，所述淬火液的成分及质量份数包括:氢氧化钾30份、硝酸钠20份、硝酸钾10份、水40份。
[0013]所述淬火液的温度为60°C。
[0014]所述加热炉的升温速度为100°C/h。
[0015]实施例二:
一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，所述大尺寸冷作模具钢的化学成分及各成分的质量配比为:碳0.16%、硅0.4%、锰1.5%、铬2.4%、钛0.05%、钼0.02%、铁95.47%，
所述大尺寸冷作模具钢的热处理工艺包括:
a、锻后等温退火:将所述大尺寸冷作模具钢放入加热炉内，加热炉升温至860°C，保温3h，然后炉冷至7400C，再保温3.5h，最后炉冷到450°C以下出炉空冷；
b、淬火:将退火后的所述大尺寸冷作模具钢再放入加热炉内，先升温至560°C，保温匕证，继续升温至850°C，保温2.5h，然后急速放入淬火液中并冷却至淬火液温度；
C、回火:将淬火后的所述大尺寸冷作模具钢放入回火炉内，回火炉升温至320°C，保温
1.5h，随炉冷却至室温后出炉。
[0016]其中，所述淬火液的成分及质量份数包括:氢氧化钾32份、硝酸钠16份、硝酸钾7份、水45份。
[0017]所述淬火液的温度为70°C。
[0018]所述加热炉的升温速度为110°C/h。
[0019]实施例三:
一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，所述大尺寸冷作模具钢的化学成分及各成分的质量配比为:碳0.2%、硅0.3%、锰I.1%、铬I.5%、钛0.1%、钼0.04%、铁96.76%，
所述大尺寸冷作模具钢的热处理工艺包括:
a、锻后等温退火:将所述大尺寸冷作模具钢放入加热炉内，加热炉升温至880°C，保温4h，然后炉冷至7500C，再保温4h，最后炉冷到450°C以下出炉空冷；
b、淬火:将退火后的所述大尺寸冷作模具钢再放入加热炉内，先升温至600V，保温2h，继续升温至860°C，保温3h，然后急速放入淬火液中并冷却至淬火液温度； C、回火:将淬火后的所述大尺寸冷作模具钢放入回火炉内，回火炉升温至330°C，保温2h，随炉冷却至室温后出炉。
[0020]其中，所述淬火液的成分及质量份数包括:氢氧化钾35份、硝酸钠15份、硝酸钾5份、水45份。
[0021]所述淬火液的温度为80°C。
[0022]所述加热炉的升温速度为120°C/h。
[0023]本发明揭示了一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，通过优化大尺寸冷作模具钢的合金成分配比，有效提高了其耐磨性能、并改善了其淬透性，同时通过严格控制热处理过程中的温度、升温速度、保温时间等工艺参数，提高其硬度、韧性及耐磨性能。
[0024]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，其特征在于，所述大尺寸冷作模具钢的化学成分及各成分的质量配比为:碳0.15%-0.2%、硅0.3%-0.5%、锰I.1%_1.5%、铬I.5%-2.4%、钛 0.05%-0.1%、钼0.02%-0.04%，其余为铁， 所述大尺寸冷作模具钢的热处理工艺包括: a、锻后等温退火:将所述大尺寸冷作模具钢放入加热炉内，加热炉升温至850-880°C，保温2-4h，然后炉冷至720-750°C，再保温3_4h，最后炉冷到450°C以下出炉空冷； b、淬火:将退火后的所述大尺寸冷作模具钢再放入加热炉内，先升温至550-600°C，保温l-2h，继续升温至840-860°C，保温2-3h，然后急速放入淬火液中并冷却至淬火液温度； c、回火:将淬火后的所述大尺寸冷作模具钢放入回火炉内，回火炉升温至300-330V，保温1.5-2h，随炉冷却至室温后出炉。2.根据权利要求1所述的大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，所述淬火液的成分及质量份数包括:氢氧化钾30-35份、硝酸钠15-20份、硝酸钾5-10份、水40-45份。3.根据权利要求1所述的大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，所述淬火液的温度为60-80。。。4.根据权利要求1所述的大尺寸冷作模具钢及其热处理工艺，所述加热炉的升温速度为 100-120 cC/h O
【文档编号】C21D1/18GK105839011SQ201610214716
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】陈加兵
【申请人】太仓市沪太热处理厂