技术领域
[0001] 本
发明属于高碳铬钼冲模钢材料热处理领域,具体涉及一种进口高碳铬钼冲模钢的精密热处理淬火工艺。
背景技术
[0002] 随着我国制造业的升级,一些精密设备对零部件的要求越来越苛刻,国产材料在某些性能方面不能满足其要求,只得采用相关先进的进口材料;ASSAB XW-4为瑞典牌号,是一种高纯净度的莱氏体高碳铬钼冲模钢,其主要
合金成份为1.55%C 12%Cr 6.4%W 0.8%Mo 0.8%V 类似于美国AISI D2,中国的Cr12Mo1v1,其纯净度高、晶粒细化组织均匀,常用硬度HRC55-HRC62,热处理后具有高
耐磨性 高抗压强度 高耐蚀性 良好的热处理尺寸
稳定性微
变形冷作模具钢硬度高耐磨性好,能承受较大的冲击
载荷,常用于制造截面大、形状复杂、经受冲击
力大、要求耐磨性高的冷作模具钢,如
硅钢片冲模、冷切
剪刀、切边模等用于五金
冲压模,拉伸模,
不锈钢片冲裁模、冲模刀口零件;
高碳铬钼冲模钢材料导热性差,
工件厚度、合金成份也对热处理工艺影响较大,导致热处理工艺复杂,如热处理不当不但难发挥其优良性能,
质量也难以控制,容易批量报废,为此,本
发明人了申报了一种耐酸不锈钢精密零件的热处理淬火工艺
专利(
申请号
2017112188373),取得了较好的效果;在生产
半导体芯片封装用的引线
框架模具中,脱模板、定模板、
支撑板等精密零件采用了ASSAB XW-4材料,不但要求硬度高、耐磨性好、冲击尺寸稳定、寿命长、可靠性高,而且对零件还有精准的硬度要求;而零件的厚度不同,硬度又要求精准,采通用的处理工艺,及根据工件厚度用经验公式t=αКН,估算热处理过程中的保温时间,不但难以精确可靠地控制其淬火硬度,也难以可靠地保证其淬透性和精确地控制材料内部晶相组织变化,其残余奥氏体受热不稳定性,导致零件在工作过程中产生蠕变,难以达到使用要求;这就需要根据不同的工件厚度、不同的硬度要求,采取精准的热处理
温度和时间工艺参数,以可靠地保证其淬透性,精确控制材料内部组织变化、碳化物的析出形态、晶粒生长,以减少残余奥氏体、析出超细微碳化物及保持晶粒细化、组织均匀,达到精确的零件硬度和在使用过程中不发生蠕变,保持尺寸稳定、高耐磨性。
发明内容
[0003] 本发明主要是解决
现有技术所存在的技术问题,是针对用于精密冲模中的脱模板、定模板、支撑板,瑞典进口高纯净高碳铬钼冲模钢ASSAB XW-4,主要合金成份为1.55%C 12%Cr 6.4%W 0.8%Mo 0.8%V的材料,提供一种高碳铬钼冲模钢精密零件精准热处理淬火工艺,是根据不同的工件厚度、不同的硬度要求,采取精准的热处理温度和时间工艺参数,以可靠地保证其淬透性,精确控制材料内部组织变化、碳化物的析出形态、晶粒生长,以减少残余奥氏体、析出超细微碳化物及保持晶粒细化、组织均匀,达到精确的零件硬度和在使用过程中不发生蠕变,保持尺寸稳定、高耐磨性。
[0004] 1、一种高碳铬钼冲模钢精密零件精准热处理淬火工艺,其特征在于,主要是通过下述步骤及技术方案得以解决:(1)将厚度相差小于5mm的工件放入淬火炉中分两次预热,第一次以小于75℃/小时的加热速度至100℃ ,第二次以小于115℃/小时的加热速度至150℃;(2)在淬火炉中分二级加热至淬火温度1020℃并保温;(3)将工件出炉放置
支架上,打开鼓
风机,将工件风冷至50-70℃;(4)将工件分二次入回火炉T℃保温回火,出炉空冷;(
附图1)。
[0005] 2、一种高碳铬钼冲模钢精密零件精准热处理淬火工艺,所述的在淬火炉中分二级加热至淬火温度1020℃并保温,其特征在于,工件预热后继续加热至8500C并保温t1(表1),0
继续加热至淬火温度1020C并保温t2(表1);
表1 t1 t2 t3 t2为不同厚度的工件的不同加热保温时间
厚度mm ≦5 6–10 11–15 16–20 21–25 26–30 31–35 36–40
t1 min 15 20 30 40 50 60 70 80
t2 min 10 15 22 30 37 45 52 60
[0006] 3、一种高碳铬钼冲模钢精密零件精准热处理淬火工艺,所述的将工件分两次入回火炉T℃保温回火,出炉空冷,其特征在于,当工件风冷至50℃-70℃时立即入回火炉加热至T℃(表2)回火并保温t4(表3),出炉自然空冷;当工件空冷至50℃-70℃时立即第二次入回火炉加热至T℃(表2)回火并保温t4(表3),出炉自然空冷至室温;表2 T为不同硬要求度的工件的不同回火温度
硬度要求HRC 52 54 55 56 57 58 59 60 61 62
回火温度T0C 550 550 525 525 525 420 280 250 230 200
表3 t4为不同厚度的工件的不同回火保温时间
厚度 mm ≦5 6–10 11–15 16–20 21–25 26–30 31–35 36–40
t3 t4 min 90 90 120 120 120 120 120 150
[0007] 本发明的一种高碳铬钼冲模钢精密零件精准热处理淬火工艺的有益效果是:在热处理过程中不同硬度要求的精密零件采用不同的回火温度,使其得到精确硬度,其硬度公差达到HRC1;不同厚度的工件采用不同的热处理保温时间,精确地控制材料内部晶粒、组织变化,减少残余奥氏体、析出超细微碳化物及保持晶粒细化、组织均匀,达到零件精确的设计硬度和可靠地保证其淬透性,以保证使用过程中不发生蠕变,保持冲击尺寸稳定、高耐磨性;本发明操作简单实用性强,具有较高的工程应用价值,其投入市场必将产生显著地社会效益和经济效益。
附图说明
[0008] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案,附图1为本发明的一种高碳铬钼冲模钢精密零件精准热处理淬火工艺流程流程,纵坐标表示热处理温度参数,T为不同硬度要求的零件的回火温度;横坐标表示热处理时间参数,其中t1、 t2、t3、t4为不同厚度零件的不同保温时间。
具体实施方式
[0009] 下面结合附图1对本发明的优选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。
[0010] 实施例1 厚度小于5mm的高碳铬钼冲模钢模板,硬度要求为HRC52(1)将一批小于5mm厚度的工件放入淬火炉中分两次预热,第一次以小于75℃/小时的加热速度至100℃ ,第二次以小于115℃/小时的加热速度至150℃;
(2)工件在淬火炉中加热至8500C并保温15min、再继续加热至淬火温度10200C并保温
10min;
(3)将工件出炉放置支架上,打开鼓风机,将工件风冷淬火;
(4)当工件风冷至500C-700C时立即入回火炉加热至5500C回火并保温90min,出炉自然空冷;
(5)当工件空冷至500C-700C时立即第二次入回火炉加热至5500C回火并保温90min,出炉自然空冷;
(6)用硬度计抽样检查工件硬度,并剖开工件
抛光断面,用
显微镜检查内部晶相组织。
[0011] 实施例2 厚度为6-10mm的高碳铬钼冲模钢模板硬度要求为HRC54(1)将一批6-10mm厚度的工件放入淬火炉中分两次预热,第一次以小于75℃/小时的加热速度至100℃ ,第二次以小于115℃/小时的加热速度至150℃;
(2)工件在淬火炉中加热至8500C并保温20min、再继续加热至淬火温度10200C并保温
15min;
(3)将工件出炉放置支架上,打开鼓风机,将工件风冷淬火;
(4)当工件风冷至500C-700C时立即入回火炉加热至5500C回火并保温90min,出炉自然空冷;
(5)当工件空冷至500C-700C时立即第二次入回火炉加热至5500C回火并保温90min,出炉自然空冷至室温;
(6)用硬度计抽样检查工件硬度,并剖开工件抛光断面,用显微镜检查内部晶相组织。
[0012] 实施例3 厚度为11-15mm的高碳铬钼冲模钢模板 硬度要求为HRC551、将一批11-15mm厚度的工件放入淬火炉中分两次预热,第一次以小于75℃/小时的加热速度至100℃ ,第二次以小于115℃/小时的加热速度至150℃;
2、工件在淬火炉中加热至8500C并保温30min、再继续加热至淬火温度10200C并保温
22min;
3、将工件出炉放置支架上,打开鼓风机,将工件风冷淬火;
4、当工件风冷至500C-700C时立即入回火炉加热至5250C回火并保温120min,出炉自然空冷;
5、当工件空冷至500C-700C时立即第二次入回火炉加热至5250C回火并保温120min,出炉自然空冷至室温;
6、用硬度计抽样检查工件硬度,并剖开工件抛光断面,用显微镜检查内部晶相组织。
[0013] 实施例4 厚度为16-20mm的高碳铬钼冲模钢模板 硬度要求为HRC571、将一批16-20mm厚度的工件放入淬火炉中分两次预热,第一次以小于75℃/小时的加热速度至100℃ ,第二次以小于115℃/小时的加热速度至150℃;
0 0
2、工件在淬火炉中加热至850 C并保温40min、再继续加热至淬火温度1020C并保温
30min;
3、将工件出炉放置支架上,打开鼓风机,将工件风冷淬火;
4、当工件风冷至500C-700C时立即入回火炉加热至5250C回火并保温120min,出炉自然空冷;
5、当工件空冷至500C-700C时立即第二次入回火炉加热至5250C回火并保温120min,出炉自然空冷至室温;
6、用硬度计抽样检查工件硬度,并剖开工件抛光断面,用显微镜检查内部晶相组织。
[0014] 实施例5 厚度为21-25mm的高碳铬钼冲模钢模板 硬度要求为HRC591、将一批21-25mm厚度的工件放入淬火炉中分两次预热,第一次以小于75℃/小时的加热速度至100℃ ,第二次以小于115℃/小时的加热速度至150℃;
2、工件在淬火炉中加热至8500C并保温50min,再继续加热至淬火温度10200C并保温
37min;
3、将工件出炉放置支架上,打开鼓风机,将工件风冷淬火;
0 0 0
4、当工件风冷至50C-70C时立即入回火炉加热至280C回火并保温120min,出炉自然空冷;
5、当工件空冷至500C-700C时立即第二次入回火炉加热至2800C回火并保温120min,出炉自然空冷至室温;
6、用硬度计检查工件硬度,抽样剖开工件并抛光断面,用显微镜检查内部晶相组织。
[0015] 实施例6 厚度为26-30mm的高碳铬钼冲模钢模板 硬度要求为HRC601、将26-30mm厚度的工件放入淬火炉中分两次预热,第一次以小于75℃/小时的加热速度至100℃ ,第二次以小于115℃/小时的加热速度至150℃;
2、工件在淬火炉中加热至8500C并保温60min,再继续加热至淬火温度10200C并保温
45min;
3、将工件出炉放置支架上,打开鼓风机,将工件风冷淬火;
4、当工件风冷至500C-700C时立即入回火炉加热至2500C回火并保温120min,出炉自然空冷;
5、当工件空冷至500C-700C时立即第二次入回火炉加热至2500C回火并保温120min,出炉自然空冷至室温;
6、用硬度计检查工件硬度,抽样剖开工件并抛光断面,用显微镜检查内部晶相组织。
[0016] 实施例7 厚度为31-35mm的高碳铬钼冲模钢模板 硬度要求为HRC611、将一批31-35mm厚度的工件放入淬火炉中分两次预热,第一次以小于75℃/小时的加热速度至100℃ ,第二次以小于115℃/小时的加热速度至150℃;
2、工件在淬火炉中加热至8500C并保温70min,再继续加热至淬火温度10200C并保温
52min;
3、将工件出炉放置支架上,打开鼓风机,将工件风冷淬火;
4、当工件风冷至500C-700C时立即入回火炉加热至2300C回火并保温120min,出炉自然空冷;
5、当工件空冷至500C-700C时立即第二次入回火炉加热至23000C回火并保温120min,出炉自然空冷至室温;
6、用硬度计检查工件硬度,抽样剖开工件并抛光断面,用显微镜检查内部晶相组织。
[0017] 实施例8 厚度为36-40mm的高碳铬钼冲模钢模板 硬度要求为HRC621、将一批36-40mm厚度的工件放入淬火炉中分两次预热,第一次以小于75℃/小时的加热速度至100℃ ,第二次以小于115℃/小时的加热速度至150℃;
2、工件在淬火炉中加热至8500C并保温80min,再继续加热至淬火温度10200C并保温
60min;
3、将工件出炉放置支架上,打开鼓风机,将工件风冷淬火;
4、当工件风冷至500C-700C时立即入回火炉加热至2000C回火并保温150min,出炉自然空冷;
0 0 0
5、当工件空冷至50C-70C时立即第二次入回火炉加热至200C回火并保温150min,出炉自然空冷至室温;
7、用硬度计抽样检查工件硬度,并剖开工件抛光断面,用显微镜检查内部晶相组织。
[0018] 本发明所述的一种高碳铬钼冲模钢精密零件精准热处理淬火工艺,采用分级加热,使材料内外受热更加均匀,不同的硬度要求用不同回火温度,获取精确的硬度,其硬度公差达到HRC1;采用两次回火,并不同的厚度用不同回火保温时间,精确地控制材料内部晶粒、组织变化,减少残余奥氏体、析出超细微碳化物及保持晶粒细化、组织均匀,达到零件精确的设计硬度和可靠地保证其淬透性,以保证使用过程中不发生蠕变,保持尺寸稳定、高耐磨性。本发明简单易行,具有较高的工程应用价值,其投入市场必将产生显著地社会效益和经济效益。以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式。
[0019] 不局限于此,任何不经过创造性劳动根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内,因此,本发明的保护范围应该以
权利要求书所限定的保护范围为准。