改善h13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝的制作方法
改善h13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及模具鋼鍛件產(chǎn)品鍛后熱處理領(lǐng)域,特別涉及一種低倍及鍛后退火組織 要求較高的H13鋁擠壓模的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 制作鋁型材擠壓模國內(nèi)外應(yīng)用最廣的材料為H13 (4Cr5MoSiVl)圓鋼,我公司一直 致力于H13模具鋼的開發(fā)與研宄,我公司生產(chǎn)H13顯微組織能滿足NADCA#207合格級別,即 AS1-AS9,但大部分組織級別在AS4-AS9之間,且低倍粗晶現(xiàn)象時有發(fā)生。隨著客戶要求的 不斷提高,尤其是鋁擠壓模具要求更高,一般要求組織AS1-AS5,且低倍不得出現(xiàn)粗晶。低 倍粗晶是過熱的粗大奧氏體晶粒腐蝕后顯示出來的宏觀產(chǎn)物。低倍粗晶的鍛件在最終熱處 理后出現(xiàn)混晶現(xiàn)象,嚴重影響模具的使用壽命。根據(jù)產(chǎn)品使用的高要求,我們設(shè)計出高溫擴 散+正火+等溫球化退火的工藝組合,使用本工藝組合處理后,組織的均勻性得到改善,低 倍粗晶現(xiàn)象完全消除,組織及晶粒的均勻性得到明顯改善,顯微組織達到AS1-AS5。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種組織及晶粒的均勻 性及模具的整體品質(zhì)得以提高的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處 理工藝,該工藝包括高溫擴散加熱、高溫擴散冷卻、正火加熱、正火冷卻及等溫球化退火,所 述高溫擴散加熱采用兩次預(yù)熱,所述正火冷卻采用霧冷冷卻。
[0005] 所述高溫擴散加熱采用兩次預(yù)熱,高溫擴散第一預(yù)熱溫度為600~680°C,加熱速 度為不大于80°C /h,保溫時間1~1. 2小時/100mm,第二預(yù)熱溫度為800~870°C,加熱速 度為不大于80°C /h,保溫時間1~1. 2小時/100mm,高溫擴散溫度1080~1150°C,保溫時 間2~4h/100mm,保溫后按不大于30°C /h速度冷至500~550°C。
[0006] 正火加熱時預(yù)熱溫度為600~680°C,加熱速度為不大于80°C /h,保溫時間1~ 1. 2小時/100mm,正火溫度980~1020°C,保溫時間1~2h/100mm。
[0007] 正火后采用等溫球化退火處理工藝,等溫球化退火溫度采用850~900°C,預(yù)熱 溫度為600~680°C,加熱速度為不小于80°C /h,保溫時間1~2h/100mm,而后以不大于 30°C /h降至730~760°C,保溫4~6h/100mm,保溫后以不大于30°C /h隨爐降溫至500°C 后出爐空冷。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下:熱處理工藝采用高溫擴散+正火+等溫 球化退火方式進行,通過高溫擴散消除局部粗晶,獲得較粗大均勻的晶粒及組織,為后續(xù)正 火+等溫球化退火做好準備。正火冷卻時采用霧冷,提高冷卻速度,使高溫擴散產(chǎn)生的粗晶 細化,并消除網(wǎng)狀碳化物組織,再通過等溫球化退火獲得細小均勻的球狀珠光體+少量彌 散分布的粒狀碳化物,達到消除低倍粗晶及顯微組織均勻的目的。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0010] 實施例一 實施例一 改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝,選用鋼鍛件鋼種為H13 (4Cr5MoSiVl),C 為 0· 38~0· 43%、Si 為 0· 80~1· 20%、Mn 為 0· 30~0· 50%、Cr 為 4· 75~5· 5%、Mo 為I. 10~1. 75%、S彡0. 020%、P彡0. 025%及規(guī)格為Φ 180的鍛件,包括如下工序(如圖1所 示): 步驟1 :高溫擴散加熱:高溫擴散第一預(yù)熱溫度為600~680°C,加熱速度為< 80°C /h, 保溫時間1~I. 2小時/100mm,第二預(yù)熱溫度為800~870°C,加熱速度為< 80°C /h,保溫 時間1~1. 2小時/100mm,高溫擴散溫度1080~1150°C,保溫時間2~4h/100mm ; 步驟2 :高溫擴散冷卻,保溫后按< 30°C /h速度冷至500~550°C ; 步驟3 :入爐正火加熱,預(yù)熱溫度為600~680°C,加熱速度為< 80°C /h,保溫時間1~ 1. 2小時/100mm,正火溫度980-1020°C,保溫時間1~2h/100mm ; 步驟4:正火冷卻,正火出爐后采用噴霧強制冷卻,用以細化晶粒及均勻組織和成分, 消除網(wǎng)狀碳化物,為等溫球化退火做好準備; 步驟5 :正火后采用等溫球化退火處理工藝,等溫球化退火溫度采用850~900°C,預(yù)熱 溫度為600~680°C,加熱速度為彡80°C /h,保溫時間1~2h/100mm,然后以彡30°C /h降 至730~760°C,保溫4~6h/100mm,保溫后以彡30°C /h隨爐降溫至500°C后出爐空冷。經(jīng) 切片做低倍及顯微組織檢驗,低倍粗晶現(xiàn)象完全消除,顯微組織為細小均勻的球狀珠光體+ 少量彌散分布的粒狀碳化物,按NADCA#207-2006評級為ASl~AS3,低倍及顯微組織滿足 使用要求。
[0011] 現(xiàn)熱處理工藝為正火+等溫球化退火。具體工藝如下: 步驟1 :入爐正火加熱,預(yù)熱溫度為600~680°C,加熱速度為< 80°C /h,保溫時間1~ 1. 2小時/100mm,正火溫度920-980°C,保溫時間1~2h/100mm ; 步驟2 :正火冷卻,正火出爐后采用鼓風(fēng)冷卻,用以細化晶粒及均勻組織和成分,消除 網(wǎng)狀碳化物,為等溫球化退火做好準備; 步驟3 :正火后采用等溫球化退火處理工藝,等溫球化退火溫度采用850~900°C,預(yù)熱 溫度為600~680°C,加熱速度為彡80°C /h,保溫時間1~2h/100mm,然后以彡30°C /h降 至730~760°C,保溫4~6h/100mm,保溫后以彡30°C /h隨爐降溫至500°C后出爐空冷。
[0012] 現(xiàn)有工藝與本實施例結(jié)果對比
【主權(quán)項】
1. 一種改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝,其特征在于:該工藝包括高 溫擴散加熱、高溫擴散冷卻、正火加熱、正火冷卻及等溫球化退火,所述高溫擴散加熱采用 兩次預(yù)熱,所述正火冷卻采用霧冷冷卻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝,其特征在 于:所述高溫擴散加熱采用兩次預(yù)熱,高溫擴散第一預(yù)熱溫度為600~680°C,加熱速度為 不大于80°C/h,保溫時間1~1. 2小時/100mm,第二預(yù)熱溫度為800~870°C,加熱速度為 不大于80°C/h,保溫時間1~1. 2小時/100mm,高溫擴散溫度1080~1150°C,保溫時間 2~4h/100mm,保溫后按不大于30°C/h速度冷至500~550°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝,其特征在 于:正火加熱時預(yù)熱溫度為600~680°C,加熱速度為不大于80°C/h,保溫時間1~1. 2小 時/100mm,正火溫度980~1020°C,保溫時間1~2h/100mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝,其特征在 于:正火后采用等溫球化退火處理工藝,等溫球化退火溫度采用850~900°C,預(yù)熱溫度為 600~680°C,加熱速度為不小于80°C/h,保溫時間1~2h/100mm,而后以不大于30°C/h 降至730~760°C,保溫4~6h/100mm,保溫后以不大于30°C/h隨爐降溫至500°C后出爐 空冷。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低倍及鍛后退火組織要求較高的H13鋁擠壓模的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝,該工藝包括高溫擴散加熱、高溫擴散冷卻、正火加熱、正火冷卻及等溫球化退火,所述高溫擴散加熱采用兩次預(yù)熱,所述正火冷卻采用霧冷冷卻。本發(fā)明提供的工藝采用高溫擴散+正火+等溫球化退火方式進行,通過高溫擴散消除局部粗晶,獲得較粗大均勻的晶粒及組織,為后續(xù)正火+等溫球化退火做好準備;正火冷卻時采用霧冷,提高冷卻速度,使高溫擴散產(chǎn)生的粗晶細化,并消除網(wǎng)狀碳化物組織,再通過等溫球化退火獲得細小均勻的球狀珠光體+少量彌散分布的粒狀碳化物,達到消除低倍粗晶及顯微組織均勻的目的。
【IPC分類】C21D8-00, C21D1-32, C21D1-28
【公開號】CN104726659
【申請?zhí)枴緾N201510068575
【發(fā)明人】李守杰, 王學(xué)璽, 高全德, 王子君, 孟令賢
【申請人】中原特鋼股份有限公司
【公開日】2015年6月24日