CN108823371A - 一种5CrNiMo热锻模的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种5CrNiMo热锻模的热处理方法，包括以下步骤：等温退火、淬火、回火和盐浴。本发明通过对5CrNiMo热锻模进行热处理，有效改善了5CrNiMo热锻模的硬度、韧性及其耐磨性，延长了锻模的使用寿命。

Description

一种5CrNiMo热锻模的热处理方法
技术领域
本发明涉及材料的热处理工艺领域，具体为一种5CrNiMo热锻模的热处理方法。
背景技术
在工业生产中，热锻模受力性质比较复杂，主要承受冲击力、压力和多项拉压应力，此外还承受反复的加热、冷却和激烈的摩擦作用。热锻模通常由于型腔磨损严重，型腔模壁断裂，表面热疲劳龟裂和燕尾开裂而失效。为此，热锻模不仅要具有高的强韧性，还需要有较高的高温强度、耐热疲劳和耐磨性能。热锻模中最常用的材料是5CrNiMo。由于5CrNiMo热锻模在工作环境中会承受巨大的冲击负荷，被反复加热和冷却过程中会引起不均匀的热应力和热应变，同时承受流动炽热金属与型腔表面的摩擦，因此其使用寿命较短，经常产生崩裂、塌陷、磨损、热疲劳等失效现象。研究表明，热处理不当是导致热锻模的韧性不足的主要原因。常规热处理的5CrNiMo钢的热稳定性及强度较低，不能满足大型压力机模具对性能的更高要求，使用中常因热磨损和热裂严重而失效。因此，为了提高锻模的断裂韧性和耐磨性，以延长模具的使用寿命，急需开发一种新的热处理工艺。针对上述情况，公开号为 CN201410723688.6，CN201210264588.2，CN201010148982.0的专利申请都提出了针对不同模具钢的热处理方法，但是上述方法针对性较强，效果并不是很理想。
发明内容
本发明针对现有技术中热锻模热处理效果不理想，模具使用寿命短的问题，提出了一种 5CrNiMo热锻模的热处理方法，能够有效延长锻模的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供了一种5CrNiMo热锻模的热处理方法，包括以下步骤：
(1)等温退火，将锻件毛坯置于箱式炉内，随炉加热，为了防止升温过快造成应力过大，升温速度应≤25℃/h，加热至750～800℃，保温130～150min，然后停电随炉冷却至680℃，再保温约4h，再次停电随炉冷却至500℃左右，出炉空冷。
(2)淬火，预先将电阻炉升温到650℃，并空炉保温30～50min，使炉内温度达到均匀，再将热锻模装于电阻炉内，随炉升温到850℃，保温380～500min，出炉在空气中预冷至780℃，浸入0～10％质量分数的盐水冷却，盐水温度为30～70℃，冷却时间t按公式t＝V/S(min) 计算，式中，V为模具体积，mm3；S为模具外表面面积，mm2，禁止热锻模空冷至室温再回火，否则易开裂。
(3)回火，将淬火后的锤锻模置于箱式炉中加热至490～600℃，保温50～150min后出炉，浸入油冷至150～200℃出油空冷，冷却到室温。
(4)盐浴，将回火后的锤锻模置于氮碳共渗温度为550～580℃下保温1.5～5h后，盐浴氰酸根CNO-的含量保证在34～38％，在氧化温度为390～440℃保温20～30min。
本发明通过对5CrNiMo热锻模热处理工艺进行简单的调整，有效改善了5CrNiMo锻模的硬度、韧性及其耐磨性，避免模具产生崩裂、塌陷、磨损、热疲劳等失效现象，延长了锻模的使用寿命，提高了经济效益。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但不局限于以下实施例。
一种5CrNiMo热锻模的热处理方法，包括以下步骤：
(1)等温退火，将锻件毛坯置于箱式炉内，随炉加热，为了防止升温过快造成应力过大，升温速度为25℃/h，加热至780℃，保温140min，然后停电随炉冷却至680℃，再保温约4h，再次停电随炉冷却至500℃左右，出炉空冷，退火后硬度为200～240HBS。
(2)淬火，预先将电阻炉升温到650℃，并空炉保温40min，使炉内温度达到均匀，再将热锻模装于电阻炉内，随炉升温到850℃，保温400min，出炉在空气中预冷至780℃，浸入10％质量分数的盐水冷却，盐水温度为50℃，冷却时间t按公式t＝V/S(min)计算，式中，V为模具体积，单位为mm3；S为模具外表面面积，单位为mm2，本实施例中V为 10000mm3，本实施例中S为200mm2，所以油冷时间为50min，禁止热锻模空冷至室温再回火，否则易开裂。
(3)回火，将淬火后的锤锻模置于箱式炉中加热至500℃，保温100min后出炉油冷至 180℃出油空冷，冷却到室温，回火后硬度为37～45HBS。
(4)盐浴，将回火后的锤锻模置于氮碳共渗温度为570℃下保温3h后，盐浴氰酸根CNO-的含量为38％，在氧化温度为400℃保温25min。
本实施例通过对5CrNiMo热锻模热处理工艺进行简单的调整，有效改善了5CrNiMo热锻模的硬度、韧性及其耐磨性。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定本发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本发明涵盖的范畴。

Claims (4)

1.一种5CrNiMo热锻模的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：等温退火、淬火、回火和盐浴，所述等温退火的步骤为将锻件毛坯置于箱式炉内，随炉加热，为了防止升温过快造成应力过大，升温速度应≤25℃/h，加热至750～800℃，保温130～150min，然后停电随炉冷却至680℃，再保温约4h，再次停电随炉冷却至500℃左右，出炉空冷；
所述淬火为预先将电阻炉升温到650℃，并空炉保温30～50min，使炉内温度达到均匀，再将热锻模装于电阻炉内，随炉升温到850℃，保温380～500min，出炉在空气中预冷至780℃，浸入0～10％质量分数的盐水冷却，盐水温度为30～70℃，冷却时间t根据模具体积和模具外表面面积确定；
所述盐浴为将回火后的锤锻模置于氮碳共渗温度为550～580℃下保温1.5～5h后，盐浴氰酸根CNO-的含量保证在34～38％，在氧化温度为390～440℃保温20～30min。
2.根据权利要求1所述的热锻模的热处理方法，其特征在于，所述淬火中的冷却时间t按公式t＝V/S(min)计算，式中，V为模具体积，单位为mm3；S为模具外表面面积，单位为mm2。
3.根据权利要求1所述的热锻模的热处理方法，其特征在于，所述回火为将淬火后的锤锻模置于箱式炉中加热至490～600℃，保温50～150min后出炉油冷至150～200℃出油空冷，冷却到室温。
4.根据权利要求1所述的热锻模的热处理方法，其特征在于，所述淬火的过程中，禁止热锻模空冷至室温。
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