[发明专利]一种DC53钢的真空高温淬火热处理工艺

说明书

本发明公开了一种DC53钢的真空高温淬火热处理工艺，涉及金属材料加工技术领域，包括以下步骤：(1)表面氧化处理；(2)真空淬火处理；(3)超声波回火处理。本发明通过氧化处理在DC53钢的表面形成富Cr的致密氧化膜，防止后续在真空高温淬火过程中金属蒸发；并通过真空淬火处理来去除氧化膜以及提高工件的硬度和韧性，同时通过超声波回火处理的联合使用在保证工件硬度的同时进一步提高工件的韧性。

技术领域：

本发明涉及金属材料加工技术领域，具体涉及一种DC53钢的真空高温淬火热处理工艺。

背景技术：

DC53钢是对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，其韧性度是SKD11的两倍，克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点。DC53钢的韧性在冷作模具钢中较为突出，因此很少出现裂纹和崩裂，大大提高了使用寿命。

淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，从而大幅度地提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。因此，淬火热处理技术在工业生产中被广泛应用。

为了进一步优化DC53钢的使用性能，可以从淬火工序入手，通过淬火工序具体操作的调整，在尽可能降低成本的同时改善DC53钢的使用性能。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种DC53钢的真空高温淬火热处理工艺，该工艺的控制参数明确，DC53钢经该工艺处理后在保证硬度的同时其韧性大幅度地得到提高。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种DC53钢的真空高温淬火热处理工艺，包括以下步骤：

(1)表面氧化处理：将DC53钢工件置于空气炉中，加热至500-600℃氧化，在钢材表面形成致密氧化膜；

(2)真空淬火处理：将经上述表面氧化处理后的工件置于真空气淬炉中，抽真空使真空度达到1×10^-4-1×10^-2Pa，先加热至500-600℃预热，再继续加热至850-950℃，然后向炉内充入0.5-1MPa氮气进行气压淬火，待工件温度冷却至80℃以下时出炉；

(3)超声波回火处理：将经真空淬火处理后的工件置于超声波发生器中，加热至450-550℃并在超声波作用下进行保温回火。

所述步骤(1)中氧化时间在1-4h。

所述步骤(2)中预热时间在0.5-1h。

所述步骤(2)中气压淬火时间在0.5-2h。

所述步骤(3)中回火时间在1-4h。

所述步骤(3)中超声波发生器的超声频率40KHz，超声功率1000-2000W。

本发明将超声波技术与回火技术相结合，最大程度地消除工件的内应力，使工件获得高硬度的同时提高其韧性。

虽然超声波技术属于现有技术，但将超声波技术与回火技术相结合以改善工件硬度和韧性的应用不属于本领域的现有技术，本领域的公知常识也未给出将超声波技术与回火技术相结合以改善工件硬度和韧性的技术启示。

为了加快致密氧化膜在工件表面上的形成速度以及改善工件的硬度，本发明在工件氧化处理前向工件表面喷施了加工助剂，所述加工助剂由硼化硅和椰油酰胺丙基甜菜碱加水制成，椰油酰胺丙基甜菜碱作为分散剂以实现硼化硅在工件表面的均匀分散，椰油酰胺丙基甜菜碱在后续的高温条件下被气化，硼化硅在后续的真空淬火过程中渗入到工件的表层中。也就是说，本发明还提供了第二套技术方案：

一种DC53钢的真空高温淬火热处理工艺，包括以下步骤：