專利名稱：一種提高9SiCr模具鋼強(qiáng)韌性的熱處理工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱處理工藝，尤其是模具鋼熱處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，在現(xiàn)代機(jī)械化大生產(chǎn)的時(shí)代背景下，模具對(duì)企業(yè)批量生產(chǎn)的重要性越來越大，它很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。隨著科技發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)水平的提升，模具行業(yè)的發(fā)展，為企業(yè)高效益生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保證。9SiCr材料是一種常用的工具鋼和模具鋼，具有較高的淬透性和淬硬性，同時(shí)回火穩(wěn)定性較高。因此，9SiCr材料廣泛應(yīng)用于加工成各種形狀復(fù)雜、變形小的工模具。9SiCr現(xiàn)常用的處理方法為預(yù)熱處理及淬火或等溫淬火+低溫回火最終熱處理。預(yù)熱處理方法有高溫退火、球化退火、正火、調(diào)制等。其中常用的是球化退火，其方法加熱到790 810°C并保溫1 2h，然后降至700 720°C保溫一定時(shí)間，最后爐冷至 550°C出爐空冷，處理后硬度為197 MlHBS ；最終熱處理方法如下(1)淬火+低溫回火熱處理工藝830 890°C油淬時(shí)，再經(jīng)150 200°C回火；(2)等溫淬火+低溫回火熱處理工藝890 920°C加熱，在210 270°C等溫油淬火，再經(jīng)150 200°C回火.其中，工藝(1)具有較高的硬度，硬度為61 63HRC，但韌性較低。采用工藝O)， 其硬度比工藝(1)的有所降低，但沖擊韌性可以得到一定的提高。以上兩種最終處理工藝方法在常規(guī)處理工藝下使該材料的強(qiáng)度和韌性不能兼得。不具有最佳綜合性能。為了改善9SiCr模具鋼材料性能，研究提高模具鋼性能的熱處理工藝方法，同時(shí)提高9SiCr鋼的強(qiáng)韌性，有助于顯著提高模具鋼的性能和使用壽命，開發(fā)傳統(tǒng)鋼種的使用潛力，這具有重大的實(shí)際價(jià)值和意義。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本發(fā)明的目的研究一種提高9SiCr模具鋼強(qiáng)韌性的熱處理工藝方法，使之具有更為良好的硬度和韌性以及較長(zhǎng)的使用壽命。本發(fā)明的目的是通過如下手段實(shí)現(xiàn)的一種提高9SiCr模具鋼強(qiáng)韌性的熱處理工藝方法，經(jīng)預(yù)熱處理后再施以最終熱處理步驟對(duì)9SiCr模具鋼進(jìn)行熱處理.在預(yù)熱處理完成后，所述最終熱處理步驟為加熱到880 920°C奧氏體化，230 260°C等溫油淬，經(jīng)160 200°C預(yù)回火1小時(shí)，然后在-130 -190°C深冷處理M小時(shí)或以上，再經(jīng)180 200度回火2小時(shí)。本發(fā)明的方案采用了等溫淬火和深冷處理結(jié)合的新工藝，9SiCr材料強(qiáng)韌性能有顯著的改變，較大的提高了該材料的綜合性能，同時(shí)提高9SiCr鋼模具的使用性能和壽命。 本方法將等溫淬火工藝與深冷技術(shù)相結(jié)合，獲得一種最佳的提高其韌性的新工藝。與同常規(guī)淬火/等溫淬火+低溫回火的處理方法相比較，不僅在力學(xué)性能上得到較大提高，同時(shí)在耐磨性能和使用壽命上都得到了顯著提高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例9SiCr模具在完成主要機(jī)械成形后，進(jìn)行球化退火預(yù)熱處理，其方法加熱到 790 810°C并保溫1 2h，然后降至700 720°C保溫一定時(shí)間，最后爐冷至550°C出爐空冷，處理后硬度為197 M1HBS。然后進(jìn)行最終熱處理鹽浴加熱到900°C奧氏體化， 230-250"C等溫油淬，200°C預(yù)回火1小時(shí)；深冷-160-190"C 24小時(shí)，再經(jīng)200°C回火2小時(shí)。 所述的在深冷處理采用液氮作為深冷介質(zhì)，從室溫快速冷卻到液氮溫區(qū)(-130 -190°C )， 保溫M小時(shí)或以上，然后取出放在室溫下，待溫度回復(fù)到室溫。所得模具鋼力學(xué)性能和使用性能技術(shù)參數(shù)如下1)在組織上本方法充分細(xì)化了基體組織，減少了殘余奧氏體，同時(shí)得到彌散細(xì)化碳化物。2)硬度值
工藝淬火+低溫回火等溫淬火回火本方法硬度值/HRC60. 5-63. 059. 5-62. 060. 5-62. 5本方法所得硬度值比等溫淬火回火提高，且接近淬火回火方法的硬度值。3)沖擊韌性
工藝淬火+低溫回火等溫淬火回火本方法沖擊功Ak/J12. 5-32. 548. 0-60. 080. 5-190. 0本方法所得沖擊韌性比等溫淬火回火、淬火低溫回火顯著提高。比等溫淬火回火提高2-3倍。4)彎曲性能
工藝淬火+低溫回火等溫淬火回火本方法
彎曲強(qiáng)度2500-28002700-32003400-3600/MPa本方法所得彎曲強(qiáng)度比等溫淬火回火、淬火低溫回火顯著提高。5)耐磨性能本方法所得耐磨性能比等溫淬火回火、淬火低溫回火顯著提高。6)制作的模具的使用壽命本申請(qǐng)專利應(yīng)用于實(shí)際模具上，現(xiàn)場(chǎng)使用壽命比通常等溫淬火回火、淬火低溫回火等方法的使用壽命提高了約3-5倍。
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以上實(shí)施例雖然是以球化退火為預(yù)熱處理來描述的，但在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，采用其它的預(yù)熱處理，例如高溫退火、正火、調(diào)制，然后施行本發(fā)明方法的最終熱處理，得到與本實(shí)施例基本一致的模具鋼性能。同樣所述加熱到880 920°C奧氏體化包括鹽浴加熱、保護(hù)介質(zhì)加熱、真空加熱、空氣加熱奧氏體化。以上顯示和描述了本發(fā)明的主要特征以及具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施方式是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明思想和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)還有其他各種變化和改進(jìn)，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書和發(fā)明思想的等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種提高9SiCr模具鋼強(qiáng)韌性的熱處理工藝方法，包括經(jīng)預(yù)處理后再施以最終熱處理步驟對(duì)9SiCr模具鋼進(jìn)行處理，其特征在于，在預(yù)熱處理完成后，所述最終熱處理步驟為加熱到880 920°C奧氏體化，230 260°C等溫油淬，經(jīng)160 200°C預(yù)回火1小時(shí)，然后在-130 _190°C深冷處理至少M(fèi)小時(shí)，再經(jīng)180 200度回火2小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之提高9SiCr模具鋼強(qiáng)韌性的熱處理工藝方法，其特征在于，所述預(yù)熱處理包括高溫退火、球化退火、正火、調(diào)制處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之提高9SiCr模具鋼強(qiáng)韌性的熱處理工藝方法，其特征在于，所述加熱到880 920°C奧氏體化包括鹽浴加熱、保護(hù)介質(zhì)加熱、真空加熱、空氣加熱奧氏體化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之提高9SiCr模具鋼強(qiáng)韌性的熱處理工藝方法，其特征在于，所述-130 _190°C深冷處理采用液氮作為深冷介質(zhì)，從室溫快速冷卻到液氮溫區(qū)，保溫不少于M小時(shí)，然后取出放在室溫下，待溫度回復(fù)到室溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高9SiCr模具鋼強(qiáng)韌性的熱處理工藝方法，經(jīng)預(yù)熱處理后再施以最終熱處理步驟對(duì)9SiCr模具鋼進(jìn)行熱處理，所述最終熱處理步驟為加熱到880～920℃奧氏體化，230～260℃等溫油淬，經(jīng)160～200℃預(yù)回火1小時(shí)，然后在-130～-190℃深冷處理24小時(shí)或以上，再經(jīng)180～200℃回火2小時(shí)。采用本發(fā)明的方法，模具硬度值比等溫淬火回火提高，且接近淬火回火方法的硬度值；模具的沖擊韌性比等溫淬火回火、淬火低溫回火顯著提高，比等溫淬火回火提高2-3倍。模具耐磨性能和使用壽命上也都得到顯著提高。
文檔編號(hào)C21D1/78GK102230062SQ20111015573
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者劉力菱, 周友龍, 歐活軍, 董立新, 錢梁 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)