[发明专利]马氏体不锈钢锻造模块的热处理方法有效

专利信息
申请号: 201210408861.4 申请日: 2012-10-24
公开(公告)号: CN102899460A 公开(公告)日: 2013-01-30
发明(设计)人: 谢珍勇;屈小科;李伟;高青松 申请(专利权)人: 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司
主分类号: C21D1/18 分类号: C21D1/18
代理公司: 北京铭硕知识产权代理有限公司 11286 代理人: 谭昌驰
地址: 621701 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 马氏体 不锈钢 锻造 模块 热处理 方法
【说明书】:

技术领域

本发明属于铁基合金钢产品的制造领域,具体地讲,本发明涉及一种适于生产用作预硬化的塑料模具钢钢材的马氏体不锈钢锻造模块的水空间隙冷却淬火热处理方法,尤其是涉及一种20Cr13-40Cr13马氏体不锈钢锻造模块的水空间隙冷却淬火调质热处理方法。

背景技术

20Cr13-40Cr13马氏体不锈钢的淬透性较好,一般尺寸的工件加热到1000℃左右并采用油冷淬火,可以淬透成马氏体或者马氏体+贝氏体混合组织。然而,有效尺寸超过150mm的锻造模块采用油冷不能保证淬透。如果采用水冷,则可以满足锻造模块的淬透性要求,但是过于激烈的冷却易于导致锻造模块的淬火开裂。

在相同的搅拌速度下(5.67m·s-1),目前使用最多的水和油两种淬火介质的平均换热系数的最高值分别是12000Wm-2·K-1和6500Wm-2·K-1(参见康大韬、叶国斌发表的《大型锻件材料及热处理》[M].,北京:龙门书局,1998:397.)。然而,水淬在低温阶段存在因冷速过快导致工件炸裂的风险,而油淬则存在高温阶段冷速不足以及较大的火灾风险和油烟造成环境污染等问题,因此,对于淬透性和淬硬性较高的20Cr13-40Cr13马氏体不锈钢而言,目前缺少满足淬火速度的适当方法。

公开号为CN102392107A的中国专利申请公开了一种20Cr13-40Cr13马氏体不锈钢的淬火方法,其采用了水和空气进行不连续淬火,具体是采用辊底式淬火槽先后多次进行空冷+水冷的水-空控时淬火处理。但是该专利申请的适用范围仅包括厚度为20-90mm、宽度为40-305mm的轧制扁钢,其水冷次数、时间和空冷自回火时间只适合于小型轧制件,这是因为小型轧制件在水冷淬火时横截面内最大温差以及由此引起的热应力不大,淬火安全性较好,实施相对容易。然而,对于厚度超过150mm的锻造模块采用该方法,则淬火开裂的危险大得多。

公开号为CN101932736A的中国专利申请公开了一种马氏体类不锈钢的制造方法,其中提到了采用水冷+空冷+水冷或空冷的方式进行淬火,并具体公开了每次冷却所要达到的温度。但是该专利申请的适用范围仅包括壁厚为5-15mm的钢管,其核心内容主要是通过调整水冷时间(使每次水冷的时间减少)以减少表面回热需要的时间,以达到提高热处理效率的目的。而且,该专利申请选择980℃以下的淬火加热温度,奥氏体化程度较低,这样晶粒细小,淬火开裂的危险减小,但是耐腐蚀性较差。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足,提供一种马氏体不锈钢锻造模块的热处理方法。

本发明提供了一种马氏体不锈钢锻造模块的热处理方法,其中,所述马氏体不锈钢锻造模块是经冶炼、锻造而成的规格为厚度100mm~400mm、宽度300mm~1300mm的模块,所述马氏体不锈钢锻造模块的热处理方法包括:采用1000℃~1050℃的温度加热马氏体不锈钢锻造模块以进行奥氏体化,然后执行水-空间隙冷却淬火,淬火后进行在600℃~650℃的温度保温10~20小时的回火工艺,其中,在执行淬火前,将用于进行水冷却淬火的水槽中的水预热到40℃以上;执行水-空间隙冷却淬火的步骤包括根据马氏体不锈钢锻造模块的厚度不同,分别采用2次至4次的水冷,在水冷过程中进行强烈搅拌,每次水冷结束后将马氏体不锈钢锻造模块吊出水面进行空冷。

根据本发明的一个实施例,在执行淬火前将水槽中的水预热到40℃以上的步骤可以包括:根据水槽中的水量,准备足够重量的废钢块,与马氏体不锈钢锻造模块同时加热到1000℃后,淬火前加入水中把水预热到40℃以上。

根据本发明的一个实施例,当多个马氏体不锈钢锻造模块同炉加热淬火时,在1000℃~1050℃保温1.5h后出第一支料,然后将其他模块回炉保温950℃,防止晶粒长大。

根据本发明的一个实施例,在执行水-空间隙冷却淬火的步骤中,可以在最后一次水冷结束后,将马氏体不锈钢锻造模块吊到地面摆放的垫铁上进行静止空冷,冷到马氏体不锈钢锻造模块的表面温度为50℃~120℃,立即装炉回火。

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