[发明专利]一种专用模具钢的选材及加工处理工艺

摘要

本发明提供一种专用模具钢的选材及加工处理工艺，包括：一种专用模具钢，所述模具钢的选材及质量百分比为：C：0.40％，Cr：3.10％，Mo：2.1％，V：0.91％，W：4.19％，Si：0.32％，Mn：0.27％，Ni：0.11％，P：0.01％，S：0.07％，余量为Fe；所述模具钢，经过1100℃～1150℃固溶淬火处理2小时，经过600℃～650℃回火处理4小时，耐高温、抗氧化物和耐蚀性加强，比现有钢材料更能满足模具工况条件要求。

主权项

1.一种专用模具钢的选材及加工处理工艺，其特征在于，包括：(1)一种专用模具钢，所述模具钢的成分及质量百分比为：C：0.40％，Cr：3.10％，Mo：2.10％，V：0.91％，W：4.19％，Si：0.32％，Mn：0.27％，Ni：0.11％，P：0.01％，S：0.07％，余量为Fe；(2)所述模具钢，在1100℃～1150℃固溶淬火处理2小时，在600℃～650℃回火处理4小时；回火温度600℃～650℃，具有较高的强度值；回火温度超过650℃强度值大幅下降，已出现回火软化现象，此时所述模具钢强度和硬度均无法满足高温强度和热稳定性的要求；保证1100℃～1150℃淬火，强度值达到最高；所述模具钢在显微组织观察下，主要为板条马氏体、马贝复相组织、细小均匀的粒状碳化物和少量残留奥氏体，这种以存在大量位错的板条马氏体和下贝氏体为主的组织本身固有特点为具有较高的强韧性；此外，分布在组织的细小均匀的粒状碳化物，起到了弥散强化的作用，淬火温度低于1100℃时，强化作用显著，因此随淬火温度升高，淬火硬度上升；淬火温度1100℃时，合金元素硬化作用与残留奥氏体软化作用相比达到最佳，因而硬度达到峰值；残留奥氏体的软化作用与基体中合金元素的硬化作用共同影响新型热精锻所述模具钢材的硬度，更高的淬火回火温度并未使试验钢强度硬度更好；经显微组织观察发现，1150℃淬火后，试验钢残余奥氏体量增加，软化作用显著；超过650℃回火，回火组织为回火索氏体、碳化物，晶界有弱化现象；显微组织直接影响材料性能，材料强度硬度的显著降低就是这种奥氏体软化作用占优和晶界弱化现象的宏观体现，此时，所述模具钢材已无法满足热精锻工况对强度和硬度的基本要求；因此，该钢淬火温度必须低于1150℃、回火温度必须低650℃；所述模具钢的钢材处理加工过程中，应经过1100℃～1150℃固溶淬火处理2小时，经过600℃～650℃回火处理4小时，将固溶淬火、回火温度控制在推荐温度范围内较为合适；(3)所述模具钢进行固溶淬火、回火工序时，利用温度监控系统对所述模具钢的温度进行监控，将加工工艺系统内不同测试点的热电偶的PLC地址存放到所述加工工艺系统二级计算机的数据库中；读取所述加工工艺系统内不同测试点的热电偶的温度并保存到所述加工工艺系统二级计算机的数据库中，所述测试点布置在模具钢的顶面和底面；读取所述加工工艺系统每段监控温度数据值，所述监控温度数据值由公式一计算得到：公式一其中cons为所述监控温度数据值，xi(i＝1，2，…N,N为自然数)表示所述顶面上测试点的热电偶温度数据值，yj(j＝1，2，…N,N为自然数)表示所述底面上测试点的热电偶温度数据值；所述监控温度数据值与工艺要求的所述加工工艺系统各段的加热温度值进行对比，超出工艺要求温度时进行报警提示；(4)所述模具钢进行固溶淬火、回火工序时，利用时间监控系统对所述模具钢的加工时间长度进行监控；所述时间监控系统包括壳体，在所述壳体内部的中央设有控制单元，所述壳体内部的中间右侧设有输出报警电路，所述壳体内部的上部从左向右并列设有通讯串口单元、显示单元和操作单元，所述壳体内部的下部从左向右并列设有电源接口、时间设定单元和存储单元，所述输出报警电路、所述电源接口、所述时间设定单元、所述存储单元、所述通讯串口单元、所述显示单元和操作单元分别与所述控制单元连接；所述显示单元为显示器，用于显示采集到的时间信号、以及输出的报警信号与控制信号；所述操作单元为按键；所述输出报警电路用于连接外部的报警与控制部件；所述电源接口用于连接电源装置为控制单元提供工作电源；所述存储单元用于保存控制单元运行所设定的程序、报警信号和控制信号；所述时间监控系统，每隔三分钟从所述加工工艺系统二级数据库中读取一次每块所述模具钢的位置并累计记录时间，保存到所述加工工艺系统二级数据库的所述模具钢位置跟踪表中；所述加工工艺系统沿所述模具钢长度方向分为4段，根据所述模具钢位置跟踪表中记录的每块所述模具钢的位置查询出该所述模具钢分别在所述加工工艺系统各段的记录数，用该记录数乘以3分钟，得出了所述模具钢在加工工艺系统各段的加工时间；将加工时间和工艺要求时间进行对比，超出工艺要求时间进行报警提示。