[发明专利]热作模具钢4Cr5MoSiV1的强韧化热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热作模具钢，尤其是涉及一种热作模具钢4Cr5MoSiV1的强韧化热处理方法。

背景技术

热作模具钢4Cr5MoSiV1具有优良的淬透性、淬硬性和良好的室温和高温性能，被广泛应用于热疲劳抗拉强度高、韧性好、温度＜700℃条件下工作的模具。

目前，传统的热作模具钢4Cr5MoSiV1热处理工艺为：随炉升温到850-870℃退火，保温一段时间后炉冷至500℃，空冷；再次加热到550-600℃保温一段时间，继续加热到800-850℃保温一段时间，继续加热到1030-1050℃保温一段时间，油冷或空冷，600℃回火处理，然后580℃回火处理，如果存在特殊需要还要进行第三次回火处理，经上述热处理工艺处理的4Cr5MoSiV1，其性能基本满足常用模具的使用要求，但是针对大型、精密、复杂、需长期在高温条件下服役的热作模具钢来说，上述热处理工艺已经不能满足其使用要求，其碳化物及带状组织偏析严重，降低了热作模具钢4Cr5MoSiV1的强韧性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可减少热作模具钢4Cr5MoSiV1的碳化物及带状组织偏析，提高其强韧化的热作模具钢4Cr5MoSiV1的强韧化热处理方法

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种热作模具钢4Cr5MoSiV1的强韧化热处理方法，具体步骤如下：

（1）将4Cr5MoSiV1钢料放入电阻炉中，升温到850-870℃，控制保温时间为每毫米钢材厚度60-90s；

（2）将电阻炉继续升温到1090-1110℃，控制保温时间为每毫米钢材厚度70-90s，油冷或空冷到室温；

（3）然后将4Cr5MoSiV1钢料再次放入电阻炉中，升温到700-720℃，保温90min，空冷到室温；

（4）将4Cr5MoSiV1钢料放入盐浴炉中，升温到940-960℃，控制保温时间为每毫米钢材厚度60-90s；

（5）将4Cr5MoSiV1钢料取出迅速放入温度为730-750℃的盐浴炉中，控制保温时间为每毫米钢材厚度60-90s，然后将4Cr5MoSiV1钢料取出迅速放入温度为940-960℃的盐浴炉中，控制保温时间为每毫米钢材厚度60-90s；

（6）重复进行步骤（5）3-5次后，空冷到室温；

（7）将4Cr5MoSiV1钢料放入回火炉中升温到600℃，保温90min，空冷至室温；

（8）将4Cr5MoSiV1钢料再次放入回火炉中升温到580℃，保温90min，空冷至室温，即可得到强韧化热作模具钢4Cr5MoSiV1。

所述盐浴炉加热介质为100%NaCl。在防止材料氧化的同时保证受热均匀化。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）在传统的退火工艺后进行1090-1110℃高温处理，随后进行700-720℃保温处理，使得钢材中碳化物溶解的合金元素均匀化，且碳化物在基体上弥散析出，减少大尺寸碳化物的出现，带状组织得到减轻；

（2）在相变点附近采取盐浴炉循环反复进行保温处理，使得前次处理过程中晶粒在未形核的部位形核，已形核的晶粒得到进一步细化，微观组织均匀；

（3）在强度相当的情况下，塑性有较大提高，各种性能指标（ψ、δ、α_K、K_IC等）均有不同程度的提高。

附图说明

图1为4Cr5MoSiV1钢的传统热处理工艺示意图；

图2为本发明的4Cr5MoSiV1钢的强韧化工艺示意图；

图3为经传统热处理工艺处理的4Cr5MoSiV1钢的微观图像；

图4为经本发明强韧化热处理的4Cr5MoSiV1钢的微观图像。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一

（1）将4Cr5MoSiV1钢料放入电阻炉中，升温到850℃，控制保温时间为每毫米钢材厚度60s；

（2）继续升温到1090℃，控制保温时间为每毫米钢材厚度70s，空冷到室温；

（3）将4Cr5MoSiV1钢料再次放入电阻炉中，升温到700℃，保温90min，空冷到室温；

（4）将4Cr5MoSiV1钢料放入盐浴炉中，升温到940℃，控制保温时间为每毫米钢材厚度60s；