[发明专利]强化工模具钢性能的深冷工艺

说明书

本发明提出的深冷处理工模具方法，包括正火或球化退火、磁化、表面化学处理、深冷、回火、退磁步骤，采用本工艺避免了工模具材料不同或者原始热处理状态不同导致的性能差异，表面为高硬度渗层，硬度可达2000‑3200左右，硬度的提高使得寿命数倍增加，具有极高的耐磨、抗咬合、耐蚀等性能，覆层致密，光滑，与基体冶金结合，可进行多次重复处理；而芯部韧性好，整体组织均匀细化，使用过程中既保证了良好的耐磨性，同时具有良好的红硬性，能在降温不良的条件下长时间施工，可提高工件寿命数倍至数十倍，具极高的使用价值。

技术领域

本发明涉及工模具处理技术领域，尤其涉及一种强化工模具钢性能的深冷工艺。

背景技术

金属切削加工是机械制造业中主流的加工方法之一，绝大多数对尺寸精度、表面质量要求较高的零件都要经过切削加工，而切削加工技术(包括切削方法、刀具、模具、加工工艺等)的水平对加工精度、产品质量、生产率和生产成本起着举足轻重的作用，尤其是所用切削工具、模具的特性。经成本核算，切削工、模具消耗的费用一般占到产品制造成本的5%~10%，而由工、模具间接影响而产生的生产成本费用，比如当机床停机时造成的停机损失、模具的维修工时、冷却润滑液的处理费用等在制造成本中占更大的比例。因此，增强工、模具材料的耐磨性和稳定性可在一定程度上提高其使用寿命，降低工、模具破损率，从而可以达到增大切削用量、降低辅助工时、减小生产成本的效果。

深冷处理通常采用液氮冷却，可使工件冷却到-190℃以下。被处理材料的微观结构在低温环境下发生变化，某些性能得到提高。美国从20 世纪50 年代起对深冷处理进行研究，主要用于航空领域，70 年代扩展到机械制造领域。

深冷处理当前的最大问题是工模具寿命不稳定。深冷处理提高工模具的切削寿命从20 多倍、10 多倍、几倍到百分之几十都有，也有不提高甚至降低工具寿命的报道。深冷处理效果表现出巨大差异的原因很复杂，与深冷处理前工具的原始热处理状态有密切关系，也与深冷处理的具体条件等诸多因素有关。

发明内容

有必要提出一种强化工模具钢性能的深冷工艺。

一种强化工模具钢性能的深冷工艺，包括以下步骤：

S1、将工模具钢进行正火或球化退火处理，消除锻造组织缺陷；

S2、将退火处理后的工模具钢进行磁化处理；

S3、将磁化处理处理后的工模具钢进行表面化学处理；

S4、将磁化处理后的工模具进行深冷处理；

S5、将深冷处理后的工模具进行回火处理；

S6、将回火处理后的工模具进行退磁处理。

优选的，所述步骤S1中的工模具钢为T8、T10、9CrSi、Cr12MoV、D2、高速钢、YT类、YC类、YG类硬质合金中的一种。

优选的，所述磁化处理为周向磁化、纵向磁化或多向磁化，磁化的磁场强度为1~500KA/m。

优选的，表面处理为渗硼、渗硅、高频处理中的一种或者几种。

优选的，深冷处理介质为液氮，温度为-100~-196℃。

优选的，回火处理温度为150-650℃，时间为1~48h。

优选的，退磁处理采用的方法为交流退磁或者直流退磁方法，将样品完全退磁。