一种工模具钢高效连续退火方法与流程

  本发明涉及一种工模具钢高效连续退火方法,属于金属热处理技术领域。

  背景技术:

  工模具钢(高速钢和模具钢)因具有高硬度、高耐磨性等优点,主要用于制造高速复杂切削工具、精密模具等,是高端装备制造业的重要基础材料。通过高碳高合金的成分设计,工模具钢中形成大量硬质、稳定的合金碳化物,对材料性能具有十分重要的影响。通过热处理工艺,可以调控碳化物数量、尺寸、类型及分布,提高钢材硬度、强度、红硬性、塑韧性等,从而提升工模具的使用寿命。

  退火是工模具钢常用的热处理工艺之一,可改善工模具钢加工性能。根据退火目的不同,工模具钢退火工艺分为多种。工模具钢每道次冷加工或热加工后,需进行中间退火,在奥氏体化温度以下加热,消除内部加工应力,恢复材料加工能力。中间退火并不能保证工模具钢使用状态的组织要求,淬回火之前通常需要进行完全退火,改善工模具钢塑性,并为淬回火处理做好组织准备。完全退火是指将工模具钢加热到奥氏体化转变温度以上,并在冷却过程中发生共析转变,得到退火索氏体组织。由于工模具钢合金元素含量高、奥氏体稳定性较强,冷却不当极易形成马氏体或贝氏体组织,材料塑性恶化。

  为避免上述情况,实际生产中采用极为缓慢的冷却速度(通常小于1℃/min),或者采用等温退火工艺,即奥氏体化后降至某一温度(共析转变温度)长时间等温,以保证奥氏体充分发生共析转变。然而,缓冷退火工艺和长时间等温退火工艺不仅使生产效率降低,而且容易导致工模具钢组织粗化,对加工性能和使用性能不利。

  因此,开发新型工模具钢退火工艺方法,同时提高生产效率和组织质量,对于高性能工模具钢生产具有重要意义。

  技术实现要素:

  发明目的:针对传统等温退火或缓冷退火工艺生产效率低、产品组织质量差的问题,本发明提供一种工模具钢高效连续退火方法。

  技术方案:本发明所述的工模具钢高效连续退火方法,包括如下步骤:

  (1)奥氏体化:将工模具钢加热至840~920℃保温,进行充分奥氏体化;

  (2)快速冷却:奥氏体化的工模具钢快速降温至770~810℃的特定温度区间;

  (3)控制连续冷却:当奥氏体化的工模具钢温度达到770~810℃后,控制2~5℃/min的冷却速度进行连续冷却;

  (4)连续冷却至450~550℃左右,空冷。

  上述步骤(1)中的奥氏体化温度与步骤(2)中快冷到达的特定温度区间以及步骤(3)中的控制的连续冷却速度具有对应关系。较优的,当步骤(1)中奥氏体化温度为840~850℃时,步骤(2)中快速降温至795~810℃的温度区间,在此基础上,奥氏体化温度每升高10~20℃,快速冷却到达的温度区间降低5~10℃。进一步的,当步骤(1)中奥氏体化温度为840~850℃时,步骤(3)中控制的连续冷却速度为4.5~5℃/min,在此基础上,奥氏体化温度每升高10~20℃,连续冷却速度降低0.5~1℃/min。

  发明原理:本发明通过将工模具钢在840~920℃奥氏体化后快速冷却至特定温度区间(770~810℃),可控制高温缓慢退火引起的组织粗化及碳化物析出不当问题;达到上述特定温区后,控制连续冷却速度在2~5℃/min之间,可缩短退火处理时间;通过联动控制奥氏体化温度及冷却速度,控制共析转变行为及转变组织,获得均匀细小的球状退火组织。

  有益效果:与现有的等温退火及缓冷退火工艺相比,本发明的工模具钢高效连续退火工艺不仅缩短了退火时间、提高了生产效率,而且使退火组织细化,提升工模具钢组织质量。

  附图说明

  图1(a)和1(b)分别为采用现有的缓冷退火工艺和等温退火工艺处理后的m42钢的扫描电镜图;

  图2为实施例1退火处理后的m42钢的扫描电镜图;

  图3为实施例2退火处理后的m42钢的扫描电镜图;

  图4为实施例3退火处理后的m42钢的扫描电镜图;

  图5为实施例4退火处理后的m42钢的扫描电镜图;

  图6为实施例5退火处理后的m42钢的扫描电镜图;

  图7为实施例6退火处理后的m42钢的扫描电镜图。

  具体实施方式

  下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

  实施例1

  (1)将m42钢加热到840℃保温,充分奥氏体化;

  (2)快速降温至795~810℃温区;

  (3)以5℃/min的冷却速度连续冷却;

  (4)炉冷至500℃左右,空冷。

  实施例2

  (1)将m42钢加热到855℃保温,充分奥氏体化;

  (2)快速降温至790~805℃温区;

  (3)以4℃/min的冷却速度连续冷却;

  (4)炉冷至500℃左右,空冷。

  实施例3

  (1)将m42钢加热到870℃保温,充分奥氏体化;

  (2)快速降温至785~800℃温区;

  (3)以3.5℃/min的冷却速度连续冷却;

  (4)炉冷至500℃左右,空冷。

  实施例4

  (1)将m42钢加热到890℃保温,充分奥氏体化;

  (2)快速降温至780~795℃温区;

  (3)以3℃/min的冷却速度连续冷却;

  (4)炉冷至500℃左右,空冷。

  实施例5

  (1)将m42钢加热到910℃保温,充分奥氏体化;

  (2)快速降温至775~790℃温区;

  (3)以2.5℃/min的冷却速度连续冷却;

  (4)炉冷至500℃左右,空冷。

  实施例6

  (1)将m42钢加热到920℃保温,充分奥氏体化;

  (2)快速降温至770~785℃温区;

  (3)以2℃/min的冷却速度连续冷却;

  (4)炉冷至500℃左右,空冷。

  实施例1~6退火处理后的m42钢的扫描电镜图如图2~7,可以看到,实施例1~6均获得了均匀细小的球状退火组织。

  作为对比例,分别将m42钢采用现有的缓冷退火工艺和等温退火工艺进行退火处理,处理后m42钢的扫描电镜图如图1(a)和1(b),可以看到,现有缓冷退火工艺或等温退火工艺处理后的m42钢未获得细小的球状退火组织,组织质量明显差于实施例1~6,说明采用本发明的连续退火方法不仅缩短了退火时间,而且可使退火组织细化,提升工模具钢组织质量。

  技术特征:技术总结

1、本站目前拥有近 1000+ 精品收费资源,现在加入VIP会员即可全部下载。
2、本资源部分来源其他付费资源平台或互联网收集,如有侵权请联系及时处理。
原文链接:优钢网 » 一种工模具钢高效连续退火方法与流程

发表评论

加载中~

加入本站VIP会员订阅计划,海量钢材知识免费查看

目前为止共有 3654 位**的VIP会员加入! 立刻加入VIP会员