[发明专利]一种高纯净度热作模具钢精密零件的精准热处理淬火工艺

说明书

本发明的是一种高纯净度热作模具钢精密零件的精准热处理淬火工艺，属于特殊钢热处理领域，是针对瑞典进口高纯净度热作模具钢ASSAB 8407材料，其主要合金成份为0.39%C 5.2%Cr 0.1%Si 1.4%Mo 0.9%V，提供一种精准热处理淬火工艺，在热处理过程中，采用不同的回火温度，得到精确的硬度；不同厚度的工件采用不同的热处理时间，以精确地控制材料内部晶粒变化，以及保持晶粒细化、组织均匀，使模具工作零件获得高冲击韧性、高耐磨性；其技术方案为：（1）将厚度相差小于5mm的工件放入淬火炉中，以小于75℃/小时的加热速度预热至150℃；（2）在淬火炉中分二级加热至淬火温度1020℃并保温t2；（3）将工件出炉风冷淬火；4）将工件分两次入回火炉T℃回火，保温t3、t4（附图1）。

技术领域

本发明属于特殊钢材料热处理领域，具体涉及一种高纯净度热作模具钢精密零件的精准热处理淬火工艺。

背景技术

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 8407为瑞典牌号，属于热作模具钢，其主要合金成份为0.39%C 5.2%Cr 0.1%Si 1.4%Mo 0.9%V，经过真空除气和电渣重熔使钢的纯净度高、组织更细化、韧性更好，热处理硬度均匀，具有很高的热强度和热耐磨性、良好的导热性，耐热疲劳性，对热裂不敏感，具有高的淬透性和高的韧性，优良的抗热裂能力；类似于美国AISI H13，中国的4Cr5MoSiV1，常用淬火硬度HRC50－HRC54；适宜制造冲击载荷大的模锻锤、锻模、铝、铜及其合金压铸模、热挤压模具、高速精锻模具及锻造压力机模具等；

合金钢材料中合金元素的交互作用影响，如当钢中含铬、钼和钒时，Cr>3%时，Cr能阻止V4C3的生成和推迟Mo2C的共格析出；又因其含碳量较低，回火中二次硬化能力较差；使用温度高于540℃硬度出现迅速下降；钢中的碳一部分进入钢的基体中引起固溶强化，另外一部分碳将和合金元素中的碳化物形成元素结合成合金碳化物，而热作模具钢,除要求这种合金碳化物残留量少，还要求它在回火过程中能在淬火马氏体基体上弥散析出产生两次硬化现象，从而由均匀分布的残留合金碳化合物和回火马氏体的组织来决定热作模具钢的性能。

ASSAB 8407热作模具钢的合金成份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，为此，本发明人了申报了一种热作模具钢精密零件的热处理淬火工艺专利（申请号2017112188284），取得了较好的效果；

精密模具中的型腔模具零件采用ASSAB 8407材料，在使用过程中因模具受力情况较复杂，要求一些工作零件具备一些特殊的力学性能、精准的硬度要求和高温工作尺寸稳定性；但材料的体积，特别是工件的厚度，对热处理晶粒生长、大小分布及均匀性、淬透性均有较大的影响，常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，也难以精确可靠地控制材料内部晶相组织变化，少量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，无法达到理想的工作性能和模具最佳工作状态；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，以精确控制材料内部组织变化、碳化物的析出、晶粒生长，以确保极少的残余奥氏体和残留应力。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，是针对用于精密模具中的精密零件，瑞典进口高纯净度热作工具钢ASSAB 8407材料，其主要合金成份为0.39%C 5.2%Cr0.1%Si 1.4%Mo 0.9%V，提供一种高纯净度热作模具钢精密零件的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，以消除残余奥氏体、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。